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【经验分享】STM32CUBEMX--外部中断(EXTI)

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STMCU小助手 发布时间:2022-4-30 21:55
概述
$ s3 b  }$ Y0 _" v+ z外部中断和事件控制器 (EXTI) 管理外部和内部异步事件 / 中断,并生成相应的事件请求到CPU/ 中断控制器和到电源管理的唤醒请求。本例程主要讲解如何使用外部中断触发LED。; H8 P# x5 h. T& O. F3 D5 x+ f

9 p% ^  X; i" j6 k* }( y硬件准备
. J+ |" e5 x+ @3 H首先需要准备一个开发板,这里我准备的是NUCLEO-F030R8的开发板:
0 ]- \! _. A  k& V# q8 O. h) w9 o5 B; V9 E" S" A9 t
9KQPF4MPW1JWM@BHVP2QS[F.png
1 i  G4 r4 M7 o7 e: ~' ]8 Z. m, Z
选择芯片型号
4 \3 w( Y+ C( b+ c3 S使用STM32CUBEMX选择芯片stm32f030r8,如下所示:
! r# }$ B$ ~  i5 y& }8 o6 L! O4 V% ]" r: G
20200604204408810.png
. s$ S$ S+ W- Z* b
3 B4 ]3 q8 S" @, a/ K6 w) G! q配置时钟源
" P! s! j) s# |: w/ ]( QHSE与LSE分别为外部高速时钟和低速时钟,在本文中使用内置的时钟源,故都选择Disable选项,如下所示:  W( c; b, w) t1 H2 l2 u% o. B! q

5 i  J! z0 A6 Q+ F* {  P2 m F5}@MISQL[S(PNB%9Z}T3VL.png
, L' C4 f: Y0 p" B# i* N4 C0 _
( M( Y  W; p. b, b/ T' V配置时钟树
! c& [' L! D: vSTM32F0的最高主频到48M,所以配置48即可:# m& [3 _( Q% B
' J" W" p4 X: Z" n; ^
I8H3V9GXZ_VBHG_EIXVCIDO.png
0 ^( Z0 r4 x$ e/ J, ]7 @! F' R4 f) H3 m9 r; }+ l
中断口配置: @1 g; V% Z, }0 F
开发板上的PC13为蓝色按钮,故配置此端口为中断口。" Q1 \2 w4 c- K) D2 V
' \* i9 ~9 n* Y6 d, r
JLTQBLR(AYKKA{PXW$$VXDI.png
2 }# ?$ f4 y1 b0 J6 w' v2 z W`{V$O86SXSOC18P~A(0ZQF.png 9 _: B& L8 g$ Z

- [6 I. Q- D/ Z3 V* o4 p! RGPIO 口连接到 16 个外部中断 / 事件线如下图 。可以看到PC13应该是在EXTI13上。
& r( J/ Y: e! a* z0 M9 y* D  g8 g
C7GX[FKX{PVATDE{)$UTO40.png
# t% w: [2 h& k- z2 u- o  e6 |, ~' `0 U5 ]0 Q( l
外部中断/事件控制器用于产生事件/中断请求的边沿检测器。每根输入线都可单独进行配置,以选择类型(中断或事件)和相应的触发事件(上升沿触发、下降沿触发或边沿触发)。每根输入线还可单独屏蔽。挂起寄存器用于保持中断请求的状态线。
$ m. Y/ k0 ~. x( b+ J- R( }8 ?
& E# ^+ p; L/ v( k- R4 r @9K6RG~N[TDM]QKV8A~7[J4.png ) K3 h9 b5 W* o9 c9 E
) T; k! `5 y& i+ S
所以需要配置中断口是上升沿触发或者下降沿触发。
" D7 I! Y! W3 u' j+ `
6 Y9 r# c! _+ W 8L$E[BI%8K{1{~DVBR}X]99.png
% s# f4 E* v5 H
8 i$ H) F1 `$ Q1 r( _0 }查看向量表可以得知PC15应该开启EXIT4到15的中断。
- x. Q5 @7 k2 {, V  t
- [" l; g7 v& m( m5 ~ UHO~]`[UQGGA]9P]@K{~08T.png
8 Z4 d3 w* P; _' ?) `6 v) [  z/ E( J7 F; X! A  s. u
{KGWI{GT1NHI@)F4P2D4~IV.png / m9 Y# H: C- Z2 w
' t" o# N8 v( O7 a, ~2 V6 n
GPIO配置
7 T. M- i4 I$ JPA5为板上LED灯,配置PA5为输出口,当中断发生时候改变IO口极性。
1 U. L) O& {7 g/ P. p- P
  s; U* B& A8 M/ V' |) i 5 ^$ {3 O& J2 b1 o* ~
, n5 Y5 }) \0 S3 g
374IFVZEG_3L)528G[_(A.png
" u3 u+ Z& X: m- S) E$ h$ m0 P  i1 ^2 I1 i) k; ]
生成工程设置+ [. M- Y# }6 \: U( F! Q& r
注意在生产工程设置中不能出现中文,不然会报错。4 O! W  S5 U" C2 D& Z$ ~
+ n# a$ j! `( E* Z7 x$ x  ?  U
DL8[QL10RAKJUM%_{WQTFU7.png
* m7 ^# T8 t1 @* M5 z4 j% M2 g" |2 p# k
生成代码
+ s8 ]8 b9 f6 {7 Y& F( z- u/ v) J1 N( w" ?
I_2%3M0AA4`F7`038G09T43.png # F3 `0 t8 `* s5 M& Z. z; Q! v
4 e7 d6 f0 ~' {: N" D: L
配置keil
1 c4 P7 O, D6 ^! L: Z2 T1 _. q* D

0 z) o) m+ R& O* P5 p! h# S {[V)TQDEI_P4O)}VCQW3P`V.png
3 ]0 A( Q. z+ U. z' ~# T3 o! e6 G: V7 Q: q6 m
设置IO口模式,触发条件,设置 IO 口与中断线的映射关系

! p  z0 s) |$ t' d% x: {首先在mian.c的MX_GPIO_Init中,GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING,这里设置为上升沿触发。Mode值为GPIO_MODE_IT_RISING(外部中断上升沿触发),GPIO_MODE_IT_FALLING(外部中断下降沿触发)或者GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING(外部中断双边沿触发)。1 x: u2 r3 f7 }' X* d2 X( d
GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL,这个为管脚悬空,没有上下拉。
: N, g. R: @' ?! `7 J7 Y) J8 o6 ]% {- l6 t& O9 o2 c7 z
20201202162231498.png 3 s* c4 {8 b; O5 ^2 F5 L6 R
4 a4 E  W" G" d* B7 t
配置中断优先级(NVIC),并使能中断: j/ U9 j0 {* w; R/ }
同样的,在mian.c的MX_GPIO_Init中,设置好中断线和 GPIO 映射关系,然后又设置好了中断的触发模式等初始化参数。既然是外部中断,涉及到中断我们当然还要设置 NVIC 中断优先级。
4 H2 N% L9 V: m) [( b7 Y- GHAL_NVIC_SetPriority的中间0表示抢占优先级为0,最右边的0表示子优先级为0。
6 r+ f+ i( I; V/ f" g! F0 E* M' ?- X% f
1.抢占优先级比子优先级的优先权更高,这意味抢占优先级更高的中断会先执行,而不管子优先级的优先权,数值越低优先级越高。
7 r$ r! q0 p: o( r6 D& w2.同理,如果抢占优先级相同,那么就会比较子优先级,子优先级更高的中断将会先被执行,数值越低优先级越高。
/ K7 {5 D$ E& r# B3.当两个中断源的抢占式优先级相同时,这两个中断将没有嵌套关系,当一个中断到来后,如果正在处理另一个中断,这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达,则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个;如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等,则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。
3 g5 {% Y5 ?& G5 i) q/ _) s( W5 w" p- F) ^& Y
N4`10O3)0ST7YLINRB~CQ]V.png
$ y; d) g! T$ M( u  W" a
- |& g+ b$ e5 i4 |6 E  p中断服务函数) V3 z- b% O' Z5 I, Y6 K
配置完中断优先级之后,接着要做的就是编写中断服务函数。中断服务函数的名字是在 HAL 库中事先有定义的。STM32F0的IO口外部中断函数只有3个。% D8 g" R  T6 s. _' c$ F" n+ i

1 N* ?! ]2 k9 H! a9 N
% l5 }, d6 H' b, t2 O* W1 y$ C3 m$ c+ {5 J6 L" C5 I* W4 G
中断线 0-1每个中断线对应一个中断函数,中断线 2-3共用中断函数 ,中断线 4-15 共用中断函数。一般情况下,我们可以把中断控制逻辑直接编写在中断服务函数中,但是 HAL 库把中断处理过程进行了简单封装。  r2 B$ ^2 K/ Y8 \& q' }  C
. F4 U& V6 h' r0 t
EXTI4_15_IRQHandler
! ]. I* A' I4 ]( Q7 @, B6 ?9 t2 i在stm32f0xx_it.c中,程序开始执行EXTI4_15_IRQHandler函数,EXTI4_15_IRQHandler函数只是调用了另一个函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13);
' l3 P( e- ^, r7 C( X
" ^$ ^' H! `9 l) f9 n U6{{(PB~R9V3T{X$VCMUJW8.png
+ W4 @0 c& f# X2 B
: _  P) _4 [  ^+ sHAL_GPIO_EXTI_Callback1 G* f& b* U- C/ ~/ p% |2 b
在stm32f0xx_hal_gpio.c中,HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler该函数实现的作用非常简单,就是清除中断标志位,然后调用回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback()实现控制逻辑。根据函数名Callback也能看出来这里才是真正执行具体功能的函数,该函数需要在mian.c文件中重写,通过判断中断是来自哪个IO口编写相应的中断服务控制逻辑。
" ?8 Q$ M0 o% R! [+ d2 g6 X+ k  a/ G$ a! B6 w3 P3 h( _( ?+ \  M; q9 L
M~OESC%0VQRQ@NUUU98]D3B.png   {* G5 E$ j' D) G
# M% U6 c; a! B6 j- y: V! w1 L
代码
' v2 t0 p1 Z, y' B在main.c中,重写HAL_GPIO_EXTI_Callback。
; y( o7 c' T: ^* N% W7 f4 }1 W) G& c& b! ?, L0 Y6 q, S
  1. /* USER CODE BEGIN 4 */% \4 t) j/ N+ `1 e
  2. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
    + n& a4 H& T  @! Q! U+ H
  3.     if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13){/* KEY */  
    % R( g9 W% F9 Y6 ^+ \0 o+ N
  4.         /* 翻转LED */0 f: u3 u7 r" u7 A3 ~+ B  {
  5.         HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5);# D, V9 m0 R6 a
  6.     } 3 f, b$ K0 J/ @2 B: }  t
  7. }' E% p( q) }* t2 V3 A9 d4 G; d
  8. /* USER CODE END 4 */
复制代码

, a" x% G( s* W( k, L, Q. _$ H# C9 X1 S
演示效果

& S6 w" z( u3 }% r3 H6 O7 RLED灯随着按键按下改变极性。" P; z. t$ B& _

8 u6 K5 y; |0 U 20201202173231456.gif ( Y" v% m3 u" k7 ~+ x+ m
1 K5 J* ]$ ?4 u7 f- w
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