基于STM32F1的CAN通信之中断

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攻城狮Melo 发布时间：2023-10-23 16:35

技术帖
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文章简介:	基于STM32F1的CAN通信之中断

一、什么是中断
首先介绍一下什么是中断。在实际开发过程中，中断是很有必要的。比如需要针对某种特殊情况进行快速响应，单纯的使用一个while轮询似乎并不能满足。中断的概念非常好理解，举个经典例子。比如你在家里看电视，忽然有人敲门，你临时把电视暂停了，转去开门。开完门之后再次回来继续看电视。中断也就是这种流程。看电视的行为就类似于程序中main函数的while，轮询执行业务。忽然有人敲门，对应程序运行过程中忽然产生了一个中断请求。此时暂停电视，对应于此时程序中断当前的业务，转而去处理中断业务（开门）。最后，中断业务处理完成后，再继续执行main函数while轮询中的业务。简单用一个图来表示一下

中断概念示意图

根据中文参考手册的介绍，STM32F103ZET6除了一些特殊的中断外，常用的中断有60个，这些中断是通过中断控制器来有条不紊地分配执行的。

二、中断的相关概念! Z# v) ~6 }- P& y# l! u+ V
2.1 中断优先级
从字面意思来讲，优先级用来区分中断的响应顺序。当同时接收到多个中断请求时，中断控制器会根据中断优先级来决定中断处理的顺序，优先级高的会先被处理。如果在处理某个中断请求时又来了一个中断，这时会根据两个中断的中断优先级来确定处理方式。如果新来的中断优先级比当前中断的优先级高，则会停止对当前中断的处理，转而处理新的中断。反之，如果新来的中断优先级比当前中断的优先级低，则需要等到当前中断处理完成后，再去处理新来的中断。

中断优先级有两种，一种是抢占优先级，一种是响应优先级。响应优先级通常又被称为“亚优先级”或者“副优先级”。当两个中断的抢占优先级相同时，用相应优先级来决定中断的处理顺序。如果两个中断的抢占优先级和相应优先级相同，则根据芯片手册中的中断向量号来决定中断的处理顺序。比如同时来了两个中断请求，在抢占优先级和响应优先级均相同时，中断向量号为41的中断会比中断向量号为42的中断先被处理。

STM32提供了16个可编程的优先等级(使用了4位中断优先级)，优先级分组可以使用库函数提供的NVIC_PriorityGroupConfig()设置。

2.2 中断嵌套
一些低优先级的中断可以被高优先级中断打断，这种情况叫做中断嵌套。

2.3 中断服务函数
中断服务函数就是在进入中断后需要执行的内容。

中断服务函数有特定的函数名，可以在下图文件中搜索“IRQ”找到。

中断服务函数名

2.4 中断标志位
不同的中断会有对应的中断标志位，通常标志位默认值为0。当产生中断请求时，标志位被置1。比如设置一个串口接收完成中断，串口接收完成标志位初始值为0。当串口接收完成后对应的串口接收完成标志位会被置1。在中断服务函数中检测该标志位的值，来确定是否是串口接收完成中断产生了。每次中断服务函数执行结束后，需要清除一下对应的中断标志位。

三、外部中断EXIT
STM32F103ZET6有一个外部中断控制器（EXIT），可以支持20个软件的中断/事件请求，其中外部中断的EXIT0~EXIT15同坐IO中断。

外部中断IO对应

其他详细的介绍这里就不再说明。

四、中断程序配置
这里以配置PA0（按键WK UP）的外部中断为例，展示一下库函数开发时，外部中断的配置流程。关于其他中断的配置，后续使用其他外设时会单独介绍。

想要实现的效果是，利用外部中断实现按下WK UP，LED1点亮。

4.1 设置中断分组并使能中断
这里使用外部中断，需要开启AFIO时钟，设置IO与外部中断线的映射关系。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); // 开启AFIO时钟
% c" _, P+ `* I9 c8 w1 X. U7 z
v+ K2 u9 b. z0 S
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0); //选择GPIO管脚用作外部中断线路

复制代码

设置中断分组并使能中断时，库函数提供了一个结构体，我们直接配置这个结构体就可以了。

//EXTI0 NVIC 配置
' S" Y& W* A; \
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //EXTI0中断通道
+ Y/ n0 w! Q( t, h9 J' f$ _ N
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级
8 |( F. D: [6 W- G" b. C
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级) N7 d3 b# S) E" }
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能/ @" d+ n* n" O
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器0 X6 p( r2 S4 v

复制代码

需要注意的是，配置优先级时，数值越大，优先级越低。

( j/ h" u' G! ~9 m" l k4 m( ^- I4.2 初始化EXIT
初始化EXIT时，库函数也提供了一个结构体，其中包括中断线，EXIT模式，触发方式以及EXIT使能或者失能。由按键检测一节了解到，WK UP按下时，会产生一个上升沿。因此触发方式我们选择上升沿触发。

EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0; // EXIT0
$ s! j7 L8 e) M( D4 ~
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; // 中断9 F2 L T4 T; n; q
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising; // 上升沿触发
% g6 a% D5 J5 a- l
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; // 使能7 }# t! r, b$ W' S I- s- N" h$ r
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

复制代码

整体配置函数如下

/*
( N c1 w; f% z0 u: m; L
*==============================================================================. e9 z2 D; _: C! h5 ^7 S6 N
*函数名称：Exit_Init
" `- B2 b) U Y, q$ a
*函数功能：初始化外部中断* s) I# ?# B$ {7 d; Z8 T
*输入参数：无
. r# i4 z* ^5 _9 q* c
*返回值：无
3 ^, ^; T8 @4 R4 m
*备注：无
! v \+ V5 J8 }2 j4 X% F
*==============================================================================6 `. f1 b, j. h! J. `2 j4 |4 v
*/
4 K) v8 V8 {, ]: [* t
void Exit_Init (void)
! k0 T' u w$ s) D- I A% k
{
~7 a# u# c2 M$ v
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
" R& ]* p: E- _9 f/ v( T6 r
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;( J1 t% Q- b9 I) I
# m5 x$ V2 D0 r. x) T4 T
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); // 开启AFIO时钟
7 A4 i* @) k, I; q- U
9 O2 T+ V3 m$ B7 E& k u" b* y
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0); //选择GPIO管脚用作外部中断线路
7 L# n* `6 s. w _0 _; [
' }) s6 {- b: V9 \% @# c
//EXTI0 NVIC 配置5 u: p _" m9 R1 C0 P) y
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //EXTI0中断通道
R# e V6 a0 Y5 g4 b. f1 n
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级
; a$ i4 {2 W2 M4 [
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级; ?% e/ E% H! w& |% T* g) G
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
0 p6 h# k3 `) X' k# Z [7 F
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器1 {' Z; p8 s7 e. X v* [5 u7 @
& B |" v$ ]: L. N! ]* |* \
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0; // EXIT0
' S/ }0 _# X2 W9 i) ~+ E
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; // 中断; Y" `& m) |& i z- I/ v
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising; // 上升沿触发
& U1 C# E" b8 g
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; // 使能
& C( u- G0 H( J
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);2 N; f8 I: J- T, {- W' i
}

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: |' ]( p( m/ ?3 j2 @! b8 p4.3 编写中断服务函数
上面介绍了如何找中断服务函数的函数名，这里直接开始写中断服务函数。这里的中断服务函数比较简单，直接点亮LED1即可。

/*, ] ~6 S* B7 r6 A" O8 U
*==============================================================================) S: @+ q, ?% ]5 h8 m
*函数名称：EXTI0_IRQHandler
9 w& x& I. R* K" S) s. U' {( [3 R
*函数功能：外部中断0中断服务函数
4 E3 q* o* @9 I& q& U3 @$ c% y% a
*输入参数：无
0 b7 V4 G6 o; C
*返回值：无
, Z: J: d; f8 N$ B, q6 V
*备注：无
( H7 T* m% _9 j! i1 m7 j# s
*============================================================================== f2 C3 X! a; K- ]
*/7 B- |- K! \" `( J: ~3 D3 [
void EXTI0_IRQHandler(void)
! j) e% v( h& h
{8 Y4 \4 W9 p! ^. r. ?
// 如果EXIT0中断标志位被置19 t% N [! r$ j4 r! u
if(EXTI_GetITStatus (EXTI_Line0)==1)
8 i6 S( I" J; y$ W) u& x" i
{
6 V Y3 ?1 M; i8 j
Med_Led_StateCtrl (LED1,LED_ON); // 点亮LED1$ w' ~1 I$ I9 K/ ]. s
}
s o! H) v( D( M
EXTI_ClearITPendingBit (EXTI_Line0); // 清除中断标志位
3 c6 y; g) z1 Q' H1 j0 b
}

复制代码

至此，按下WK UP后，LED1会点亮。这种方法与之前的按键点亮LED有什么区别？之前的按键点亮LED是在main函数的while中实现的，而利用外部中断的方法，是在外部中断的中断服务函数中实现的。即使main函数的while轮询业务中没有按键业务，按键依旧可以起作用。

; x# ^4 ?4 ~. d5 |1 _五、注意事项
• 中断服务函数无需在.h文件中声明
• 中断服务函数中不要有过长的业务
• 中断服务函数最后需要清除中断标志位

转载自：二土电子
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