STM32——EXTI外部中斷：中斷方式翻轉(zhuǎn)LED燈

時(shí)間：2018-07-23 12:10:01

關(guān)鍵字： exti STM32 中斷方式外部中斷

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[導(dǎo)讀]任務(wù)目的使用EXTI（External Interrupt）外部中斷方式, 通過中斷服務(wù)函數(shù)對(duì)GPIO口進(jìn)行控制, 使得LED燈可以進(jìn)行亮滅翻轉(zhuǎn).原理圖分析問題分析結(jié)束之后還是先來看原理圖的分析.首先是LED燈部分:由圖中可知, 若要控制紅燈

任務(wù)目的

使用EXTI（External Interrupt）外部中斷方式, 通過中斷服務(wù)函數(shù)對(duì)GPIO口進(jìn)行控制, 使得LED燈可以進(jìn)行亮滅翻轉(zhuǎn).

原理圖分析

問題分析結(jié)束之后還是先來看原理圖的分析.
首先是LED燈部分:

由圖中可知, 若要控制紅燈(PB5), 則只需輸出引腳輸出為0(低電平)即可.
然后再看下按鍵部分:

從圖中可知, 按鍵未按時(shí)為低電平, 按下按鍵時(shí)為高電平. 符合下拉輸入的邏輯.

EXTI外部中斷簡(jiǎn)介

外部中斷指的是通過GPIO檢測(cè)輸入的脈沖變化,從而引起中斷. 觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā).

中斷

筆者使用的STM32(F103VET6)單片機(jī)使用的是Cortex-M3內(nèi)核,中斷資源豐富.
外部中斷/事件控制器包含19個(gè)邊沿檢測(cè)器，用于產(chǎn)生中斷/事件請(qǐng)求。每個(gè)中斷線都可以獨(dú)立地配置它的觸發(fā)事件(上升沿或下降沿或雙邊沿)，并能夠單獨(dú)地被屏蔽；有一個(gè)掛起寄存器維持所有中斷請(qǐng)求的狀態(tài)。 EXTI可以檢測(cè)到脈沖寬度小于內(nèi)部APB2的時(shí)鐘周期。多達(dá)112個(gè)通用I/O口連接到16個(gè)外部中斷線.
具體中斷向量表不再列出, 詳情請(qǐng)參照STM32中文參考手冊(cè)(132/754).
這里我們需要注意一下, 中斷線有EXTI_Line0~EXTI_Line15共16條（其實(shí)還有四條，不再詳細(xì)闡述，詳情參照參考手冊(cè)）, 但是中斷向量只有EXTI0~EXTI4以及EXTI9_5, EXTI15_10共7個(gè)中斷向量.使用時(shí)需注意這一點(diǎn)。

由上圖可以發(fā)現(xiàn)，按鍵所在的PA0引腳處于EXTI_Line0中斷線上，中斷向量為EXTI0.

NVIC設(shè)置

說到中斷，就不得不說到NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）嵌套向量中斷控制器。因?yàn)镾TM32的中斷十分豐富，所以NVIC的出現(xiàn)幾乎是必然的。那么談到NVIC，利用庫函數(shù)開發(fā)的思想，就不難想到結(jié)構(gòu)體的應(yīng)用。NVIC的結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedefstruct{uint8_tNVIC_IRQChannel;/*!NVIC的結(jié)構(gòu)體共有三個(gè)成員，描述如下：
結(jié)構(gòu)體成員名介紹NVIC_IRQChannel需要配置的中斷向量名NVIC_IRQChannelCmd使能/關(guān)閉中斷向量NVIC_IRQChannelPreemptionPriority中斷搶占優(yōu)先級(jí)NVIC_IRQChannelSubPriority響應(yīng)優(yōu)先級(jí)Tip：什么是搶占優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)中斷向量有兩個(gè)屬性：搶占屬性和響應(yīng)屬性，屬性編號(hào)越小，中斷優(yōu)先級(jí)級(jí)別越高。
搶占優(yōu)先級(jí)運(yùn)用在中斷嵌套之中，而響應(yīng)優(yōu)先級(jí)運(yùn)用在中斷響應(yīng)處理方面。下面給出一個(gè)例子（參考自Fire的《STM32庫開發(fā)實(shí)戰(zhàn)指南》）：
以下是三個(gè)中斷向量：
中斷向量搶占優(yōu)先級(jí)響應(yīng)優(yōu)先級(jí)A00B10C11當(dāng)內(nèi)核正在執(zhí)行C的中斷服務(wù)函數(shù)時(shí)，則它可以被搶占優(yōu)先級(jí)更高的A打斷，但不能被B打斷。當(dāng)B和C同時(shí)發(fā)生中斷，則優(yōu)先處理響應(yīng)優(yōu)先級(jí)較高的B中斷的中斷服務(wù)函數(shù)。
NVIC的優(yōu)先級(jí)組在配置中斷優(yōu)先級(jí)時(shí)，由于搶占優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)共同分配一個(gè)4位的二進(jìn)制數(shù)，則一共可以有24=16種中斷優(yōu)先級(jí)。但是其有5種不同的分配方式：
第 0 組： 所有 4 位用來配置響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。即 16 種中斷向量具有都不相同的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。
第 1 組：最高 1 位用來配置搶占優(yōu)先級(jí)，低 3 位用來配置響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。表示有 21=2 種級(jí)別的搶占優(yōu)先級(jí)(0 級(jí)，1 級(jí))，有 23=8 種響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，即在 16 種中斷向量之中，有8 種中斷，其搶占優(yōu)先級(jí)都為 0 級(jí)，而它們的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)分別為 0~7，其余 8 種中斷向量的搶占優(yōu)先級(jí)則都為 1 級(jí)，響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別分別為 0~7。
第 2 組：2 位用來配置搶占優(yōu)先級(jí)，2 位用來配置響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。即 22=4 種搶占優(yōu)先級(jí)，22=4 種響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。
第 3 組：高 3 位用來配置搶占優(yōu)先級(jí)，最低 1 位用來配置響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。即有 8 種搶占優(yōu)先級(jí)，2 種響應(yīng) 2 優(yōu)先級(jí)。
第 4 組：所有 4 位用來配置搶占優(yōu)先級(jí)，即 NVIC 配置的24=16種中斷向量都是只有搶占屬性，沒有響應(yīng)屬性。要配置這些優(yōu)先級(jí)組，可以采用庫函數(shù)NVIC_PriorityGroupConfig()，可輸入的參數(shù)為NVIC_PriorityGroup_0 ～ NVIC_PriorityGroup_4，分別為以上介紹的 5 種分配組。
更直觀的圖像版描述如下（其中的占先式優(yōu)先級(jí)即搶占式優(yōu)先級(jí)，副優(yōu)先級(jí)即為響應(yīng)優(yōu)先級(jí)）：
NVIC結(jié)構(gòu)體程序設(shè)置staticvoidNVIC_Configuration(void){NVIC_InitTypeDefkey_nvic;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);key_nvic.NVIC_IRQChannel=EXTI0_IRQn;key_nvic.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;key_nvic.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;key_nvic.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_Init(&key_nvic);}1234567891011
EXTI設(shè)置前面說了好多NVIC的內(nèi)容，終于寫到了EXTI的處理內(nèi)容。EXTI的設(shè)置核心也是結(jié)構(gòu)體的設(shè)置。但是別忘了，由于外部中斷依托于GPIO，所以也要同時(shí)設(shè)置GPIO的結(jié)構(gòu)體成員。
注意：外部中斷在同一時(shí)間內(nèi)只能響應(yīng)一個(gè)中斷.
結(jié)構(gòu)體說明EXTI的結(jié)構(gòu)體定義如下：
typedefstruct{uint32_tEXTI_Line;/*!