STM32F1外部中斷的使用

中斷對于開發(fā)嵌入式系統(tǒng)來講的地位絕對是毋庸置疑的，在C51單片機時代，一共只有5個中斷，其中2個外部中斷，2個定時/計數(shù)器中斷和一個串口中斷，但是在STM32中，中斷數(shù)量大大增加，而且中斷的設(shè)置也更加復雜。今天就將來探討一下關(guān)于STM32中的中斷系統(tǒng)。

1基本概念

ARM Coetex-M3內(nèi)核共支持256個中斷，其中16個內(nèi)部中斷，240個外部中斷和可編程的256級中斷優(yōu)先級的設(shè)置。STM32目前支持的中斷共84個（16個內(nèi)部+68個外部），還有16級可編程的中斷優(yōu)先級的設(shè)置，僅使用中斷優(yōu)先級設(shè)置8bit中的高4位。

STM32可支持68個中斷通道，已經(jīng)固定分配給相應的外部設(shè)備，每個中斷通道都具備自己的中斷優(yōu)先級控制字節(jié)PRI_n(8位，但是STM32中只使用4位，高4位有效)，每4個通道的8位中斷優(yōu)先級控制字構(gòu)成一個32位的優(yōu)先級寄存器。68個通道的優(yōu)先級控制字至少構(gòu)成17個32位的優(yōu)先級寄存器。

4bit的中斷優(yōu)先級可以分成2組，從高位看，前面定義的是搶占式優(yōu)先級，后面是響應優(yōu)先級。按照這種分組，4bit一共可以分成5組

第0組：所有4bit用于指定響應優(yōu)先級；

第1組：最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面3位用于指定響應優(yōu)先級；

第2組：最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面2位用于指定響應優(yōu)先級；

第3組：最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面1位用于指定響應優(yōu)先級；

第4組：所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級。

所謂搶占式優(yōu)先級和響應優(yōu)先級，他們之間的關(guān)系是：具有高搶占式優(yōu)先級的中斷可以在具有低搶占式優(yōu)先級的中斷處理過程中被響應，即中斷嵌套。

當 兩個中斷源的搶占式優(yōu)先級相同時，這兩個中斷將沒有嵌套關(guān)系，當一個中斷到來后，如果正在處理另一個中斷，這個后到來的中斷就要等到前一個中斷處理完之后 才能被處理。如果這兩個中斷同時到達，則中斷控制器根據(jù)他們的響應優(yōu)先級高低來決定先處理哪一個；如果他們的搶占式優(yōu)先級和響應優(yōu)先級都相等，則根據(jù)他們 在中斷表中的排位順序決定先處理哪一個。每一個中斷源都必須定義2個優(yōu)先級。

有幾點需要注意的是：

1）如果指定的搶占式優(yōu)先級別或響應優(yōu)先級別超出了選定的優(yōu)先級分組所限定的范圍，將可能得到意想不到的結(jié)果；

2）搶占式優(yōu)先級別相同的中斷源之間沒有嵌套關(guān)系；

3）如果某個中斷源被指定為某個搶占式優(yōu)先級別，又沒有其它中斷源處于同一個搶占式優(yōu)先級別，則可以為這個中斷源指定任意有效的響應優(yōu)先級別。

2 GPIO外部中斷

STM32中，每一個GPIO都可以觸發(fā)一個外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個單位的，同組間的外部中斷同一時間只能使用一個。比如說，PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0這些為1組，如果我們使用PA0作為外部中斷源，那么別的就不能夠再使用了，在此情況下，我們智能使用類似于PB1，PC2這種末端序號不同的外部中斷源。每一組使用一個中斷標志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個外部中斷有著自己的單獨的中斷響應函數(shù)，EXTI5-9共用一個中斷響應函數(shù)，EXTI10-15共用一個中斷響應函數(shù)。

對于中斷的控制，STM32有一個專用的管理機構(gòu)：NVIC。對于NVIC的詳細解釋，可以參考《ARM Cortex-M3權(quán)威指南》，Joseph Yiu著，宋巖譯，北京航空航天大學出版社出版，第8章NVIC與中斷控制。中斷的使能，掛起，優(yōu)先級，活動等等部都是NVIC在管理的。因為我學習STM32重點在于如何開發(fā)程序，所以內(nèi)部的一些東西，在此我就不詳細說明了，有感興趣的可以參看上面提到的那本數(shù)。

3程序開發(fā)

其實上面那些基本概念和知識只是對STM32的中斷系統(tǒng)有一個大概的認識，用程序說話將會更能夠加深如何使用中斷。使用外部中斷的基本步驟如下：

1.設(shè)置好相應的時鐘；

2.設(shè)置相應的中斷；

3.IO口初始化；

4.把相應的IO口設(shè)置為中斷線路（要在設(shè)置外部中斷之前）并初始化；

5.在選擇的中斷通道的響應函數(shù)中中斷函數(shù)。

由于我用的奮斗開發(fā)板沒有引出相應的芯片引腳，所以只能用按鍵來觸發(fā)相應的中斷。根據(jù)原理圖，K1/K2/K3連接的是PC5/PC2/PC3，因此我將用EXTI5/EXTI2/EXTI3三個外部中斷。PB5/PD6/PD3分別連接了三個LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應的LED燈將會被點亮。

1.設(shè)置相應的時鐘

首先需要打開GPIOB、GPIOC和GPIOE（因為按鍵另外一端連接的是PE口）。然后由于是要用于觸發(fā)中斷，所以還需要打開GPIO復用的時鐘。相應的函數(shù)在GPIO的學習筆記中有了詳細了解釋。詳細代碼如下：

void RCC_cfg()

{

//打開PE PD PC PB端口時鐘，并且打開復用時鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

}

設(shè)置相應的時鐘所需要的RCC函數(shù)在stm32f10x_rcc.c中，所以要在工程中添加此文件。

2.設(shè)置好相應的中斷

設(shè)置相應的中斷實際上就是設(shè)置NVIC，在STM32的固件庫中有一個結(jié)構(gòu)體NVIC_InitTypeDef，里面有相應的標志位設(shè)置，然后再用NVIC_Init()函數(shù)進行初始化。詳細代碼如下：

void NVIC_cfg()

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//選擇中斷分組2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel;//選擇中斷通道2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //搶占式中斷優(yōu)先級設(shè)置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;//響應式中斷優(yōu)先級設(shè)置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQChannel;//選擇中斷通道3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //搶占式中斷優(yōu)先級設(shè)置為1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//響應式中斷優(yōu)先級設(shè)置為1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd= ENABLE;//使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;//選擇中斷通道5

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //搶占式中斷優(yōu)先級設(shè)置為2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//響應式中斷優(yōu)先級設(shè)置為2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

由于有3個中斷，因此根據(jù)前文所述，需要有3個bit來指定搶占優(yōu)先級，所以選擇第2組。又由于EXTI5-9共用一個中斷響應函數(shù)，所以EXTI5選擇的中斷通道是EXTI9_5_IRQChannel，詳細信息可以在頭文件中查詢得到。用到的NVIC相關(guān)的庫函數(shù)在stm32f10x_nivc.c中，需要將此文件復制并添加到工程中。具體位置可以查看關(guān)于GPIO的筆記。這段代碼編譯起來沒有任何問題，但是在鏈接的時候就會報錯，需要把STM32F10xR.LIB加入工程中，具體位置在…KeilARMRV31LIBSTSTM32F10xR.LIB。

3.IO口初始化

void IO_cfg()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //選擇引腳2