STM32-中斷應(yīng)用

1、基本概念

ARMCoetex-M3內(nèi)核共支持256個(gè)中斷，其中16個(gè)內(nèi)部中斷，240個(gè)外部中斷和可編程的256級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置。STM32目前支持的中斷共84個(gè)（16個(gè)內(nèi)部+68個(gè)外部），還有16級(jí)可編程的中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置，僅使用中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置8bit中的高4位。

STM32可支持68個(gè)中斷通道，已經(jīng)固定分配給相應(yīng)的外部設(shè)備，每個(gè)中斷通道都具備自己的中斷優(yōu)先級(jí)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(gè)通道的8位中斷優(yōu)先級(jí)控制字構(gòu)成一個(gè)32位的優(yōu)先級(jí)寄存器。68個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)控制字至少構(gòu)成17個(gè)32位的優(yōu)先級(jí)寄存器。

4bit的中斷優(yōu)先級(jí)可以分成2組，從高位看，前面定義的是搶占式優(yōu)先級(jí)，后面是響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。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(yīng)優(yōu)先級(jí)；

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

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

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

第4組：所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)。

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

當(dāng)兩個(gè)中斷源的搶占式優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，這兩個(gè)中斷將沒有嵌套關(guān)系，當(dāng)一個(gè)中斷到來后，如果正在處理另一個(gè)中斷，這個(gè)后到來的中斷就要等到前一個(gè)中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個(gè)中斷同時(shí)到達(dá)，則中斷控制器根據(jù)他們的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高低來決定先處理哪一個(gè)；如果他們的搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)都相等，則根據(jù)他們?cè)谥袛啾碇械呐盼豁樞驔Q定先處理哪一個(gè)。每一個(gè)中斷源都必須定義2個(gè)優(yōu)先級(jí)。

有幾點(diǎn)需要注意的是：

1）如果指定的搶占式優(yōu)先級(jí)別或響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別超出了選定的優(yōu)先級(jí)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(jí)別相同的中斷源之間沒有嵌套關(guān)系；

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

2、GPIO外部中斷

STM32中，每一個(gè)GPIO都可以觸發(fā)一個(gè)外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個(gè)單位的，同組間的外部中斷同一時(shí)間只能使用一個(gè)。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(hào)不同的外部中斷源。每一組使用一個(gè)中斷標(biāo)志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個(gè)外部中斷有著自己的單獨(dú)的中斷響應(yīng)函數(shù)，EXTI5-9共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)，EXTI10-15共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)。

對(duì)于中斷的控制，STM32有一個(gè)專用的管理機(jī)構(gòu)：NVIC。對(duì)于NVIC的詳細(xì)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(xué)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(jí)，活動(dòng)等等部都是NVIC在管理的。

3 、程序開發(fā)

其實(shí)上面那些基本概念和知識(shí)只是對(duì)STM32的中斷系統(tǒng)有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，用程序說話將會(huì)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(yīng)的時(shí)鐘；

2.設(shè)置相應(yīng)的中斷；

3.IO口初始化；

4.把相應(yīng)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(yīng)函數(shù)中中斷函數(shù)。

實(shí)驗(yàn)過程：通過按鍵來觸發(fā)相應(yīng)的中斷。根據(jù)原理圖，K2/K1/K0連接的是PE2/PE3/PE4，因此我將用EXTI2/EXTI1/EXTI0三個(gè)外部中斷。PB5/PE5分別連接了兩個(gè)LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應(yīng)的LED燈將會(huì)被操作。

1.設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘

首先需要打開GPIOB、GPIOE（因?yàn)榘存I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(fù)用的時(shí)鐘。詳細(xì)代碼如下：

void RCC_cfg()

{

//打開PE PB端口時(shí)鐘，并且打開復(fù)用時(shí)鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

}

設(shè)置相應(yīng)的時(shí)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(yīng)的中斷

設(shè)置相應(yīng)的中斷實(shí)際上就是設(shè)置NVIC，在STM32的固件庫中有一個(gè)結(jié)構(gòu)體NVIC_InitTypeDef，里面有相應(yīng)的標(biāo)志位設(shè)置，然后再用NVIC_Init()函數(shù)進(jìn)行初始化。詳細(xì)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(jí)設(shè)置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQChannel; //選擇中斷通道1

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

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel; //選擇中斷通道0

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

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

由于有3個(gè)中斷，因此根據(jù)前文所述，需要有3個(gè)bit來指定搶占優(yōu)先級(jí)，所以選擇第2組。

3.IO口初始化

void IO_cfg()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

///////////LED//////////////

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ; //選擇引腳 5

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_PP; //選擇輸入模式推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz

GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure); //設(shè)置PE5

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ; //選擇引腳 5

GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //設(shè)置PB5

/////////KEY/////////////////////////

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //選擇引腳2,3,4

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出

GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);

GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_P