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
# N) \5 H& R9 h$ C/ G0 B2.1 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8 ]/ I& D1 y: i S- Q& ]
! l2 k# m8 g4 _8 q( R" `- }0 ~1 Z' z
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
4 ]4 m6 ~% n* d3 V' j! a: @$ i5 w
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //EXTI0中断通道) d- s$ Z) ?1 q
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级# b, p1 \1 A* O: `* \/ ~2 U
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级
9 H! c% Z" F8 Z4 O2 }
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能- ]) e/ V; \2 L$ C+ F0 P5 V
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器: M0 J* g8 S5 y- o$ U9 k

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' S- n) @2 g
4.2 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; X/ @" ?; d& F7 r
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; // 中断
$ i6 }: h+ q9 r4 o' \5 N8 m
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising; // 上升沿触发
; ^ k- m/ j- R0 I% I
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; // 使能
, E% q+ `" ?( x$ m
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

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整体配置函数如下

/*
' F) Q7 z9 y$ K7 B+ q( Y2 Y: L
*==============================================================================
* U$ q$ n: s, ^' j; H
*函数名称：Exit_Init
' F/ a1 Q- E4 C$ J3 ^$ x
*函数功能：初始化外部中断% ~0 ~* }, i0 x% v4 n
*输入参数：无
5 V3 M' m; `% b- c4 i+ n
*返回值：无0 k8 J; J! [1 t1 V; e% O6 b: ]
*备注：无6 c x: }. a: B7 @( n
*==============================================================================
3 P6 S& u& J0 `& N
*/9 j% h. q( L P0 l
void Exit_Init (void)/ }: y- K; R' K2 @
{8 m: _5 W6 A/ k5 c* N# S
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
) v4 B$ c* O' V6 M% X0 H: n+ K
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;5 f: Y; ^& i: D0 ], G, m
) F# X) A9 R7 b
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); // 开启AFIO时钟
8 r7 I$ r* y$ F- R7 f& q9 ~
! h0 p1 x( E: h& V
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0); //选择GPIO管脚用作外部中断线路1 a+ k/ W0 w+ s0 O' f
! a/ n9 M/ Y) }2 R$ h
//EXTI0 NVIC 配置 }0 P& W/ O) q5 O% j2 Z
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //EXTI0中断通道
% V0 N R/ V9 [3 Y" S
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级
) ]* \4 Y* V; b, k# {% N/ N% @4 {
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级
2 W: k% Q6 V) H* X
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能0 V7 E( D: O: k, ~: B6 X8 G: u3 k
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器% d: p$ I) I1 z3 f: R/ G- |: w
+ D0 B5 T& a% D
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0; // EXIT05 Q% S$ v7 ^9 _) f H2 M
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; // 中断
! K: V- E, @ g( Y5 ~7 H
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising; // 上升沿触发
) Z' o* p4 ]% V- Z0 {0 A9 N7 x6 h
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; // 使能7 P5 C: z# \& h: @4 P$ J
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
0 l8 w/ {& @& H" i+ I2 z
}

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* X3 e2 Z/ |7 Z( F" _! b( Z- j" k
4.3 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。

/*
0 G0 }+ g/ g( C6 o) q: d0 J& Q+ |
*==============================================================================
k6 q0 d8 k2 l+ z
*函数名称：EXTI0_IRQHandler! V+ p" h2 L. R: }( N8 U; }# O) l
*函数功能：外部中断0中断服务函数
' E, i9 u$ I& a6 O9 f6 J
*输入参数：无
4 [# ^* w. D+ G5 t5 e9 K
*返回值：无0 y% V) ^2 }/ u3 q9 C; R
*备注：无3 T, I; ^3 V7 g
*==============================================================================
$ |1 S7 O- ]1 u' `" \
*/0 R' N' c* Y7 g7 J, \) N7 C5 b+ _% _
void EXTI0_IRQHandler(void)
2 J( u m- |( {. T/ k: t
{5 e6 ]7 `0 V! w8 }2 w! T' g# n
// 如果EXIT0中断标志位被置1
; d: r% ^$ z, e$ L/ c
if(EXTI_GetITStatus (EXTI_Line0)==1)( ~- U1 ~$ E5 a& F
{1 S& \1 {. U! x; O
Med_Led_StateCtrl (LED1,LED_ON); // 点亮LED1
, B# R( L# x% k Z! B4 R! V
}% R5 ^2 }$ u& Z5 c
EXTI_ClearITPendingBit (EXTI_Line0); // 清除中断标志位6 J! K L2 h, M: _. g" y- n
}

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。

8 K, \; @+ W3 } b a" K4 b Q, V$ k
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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