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STM32:中断的详细介绍及使用流程

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攻城狮Melo 发布时间:2022-11-9 14:48
一、中断介绍$ t+ B3 a' j5 C; x$ J2 _
1、中断概念
. U& i; b1 Q) \1 D4 S" ]
》》CPU执行程序时,由于发生了某种随机的事件(外部或内部),引起CPU暂时中断正在运行的程序,转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序),以处理该事件,该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行,这一过程称为中断。引发中断的事件称为中断源。比如:看电视时突然门铃响,那么门铃响就相当于中断源,有些中断还能够被其它高优先级的中断所中断,那么这种情况又叫做中断的嵌套。
4 D( K" {: I& m2 P" T》》 STM32F10x芯片有84个中断通道,包括16个内核中断和68个可屏蔽中断,这些中断通道已按照不同优先级顺序固定分配给相应的外部设备。可以参考《STM32F10x中文参考手册》-9 中断和事件章节。) U, Y2 J9 o1 Q$ L
2、NVIC介绍2 R" z+ ^4 `& Z/ G3 N
》》NVIC英文全称是Nested Vectored Interrupt Controller,中文意思就是嵌套向量中断控制器,它属于M3内核的一个外设,控制着芯片的中断相关功能。由于ARM给NVIC预留了非常多的功能,但对于使用M3内核设计芯片的公司可能就不需要这么多功能,于是就需要在NVIC上裁剪。ST公司的STM32F103芯片内部中断数量就是NVIC裁剪后的结果。! j) s5 y1 a1 }) b
》》中断控制相关寄存器在固件库core_cm3.h文件NVIC结构体内。可打开任意库函数工程即可查看到。
$ `0 S8 a( e( p: j* r  t% d! d! o' K* c1 o0 ?
3、中断优先级$ ]6 m& [  b# E" D6 A# @
》》STM32F103芯片支持60个可屏蔽中断通道,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节(8位,但是STM32F103中只使用4位,高4位有效),用于表达优先级的高4位又被分为组成抢占式优先级和响应式优先级,通常也把响应优先级称为“亚优先级”或“副优先级”,每个中断源都需要被指定这两种优先级。# k% j9 H3 z( |' N% x. C- Q
》》高抢占式优先级的中断事件会打断当前的主程序或中断程序运行,俗称中断嵌套。在抢占式优先级相同的情况下,高响应优先级的中断优先被响应。
8 k+ ?$ n, p2 g; p- {3 R" u" b3 j》》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待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。4 ^" a. p( S# J4 }
》》STM32F103中指定中断优先级的寄存器位有4位,这4位的分组方式如下:(4个优先级描述位可以有5中组合方式)
# {$ k' A& F! N/ y" G9 ^6 d6 L" Z* P8 {' h# c6 s( K0 q% }
336a82ed51e1450b9d0d1dcaede03a6a.png 9 Y  _  @7 P+ S5 U* H2 |$ b
% K; v/ ^/ D( p" B
设置优先级分组可调用库函数NVIC_PriorityGroupConfig(),在misc.c中可以查看。
! `% z1 \2 ?# R. U0 V- g( O' u3 x# Q$ w" Z
/ `4 d) p) j! Y5 _! k
二、中断配置步骤
% u- @& g$ m! A4 }6 `+ H
》》要使用中断我们就需要先配置它,通常都需经过这几步:
( g. d' ~* A  a: H* [& k1、使能外设某个中断$ g) n6 L: P9 _
2、使能中断优先级分组(NVIC_PriorityGroupConfig()),然后初始化NVIC_InitTypeDef结构体
0 V' P+ C3 @* f) ftypedef struct
" Y+ g. \' s& s" ^{
  z; Q8 y6 Z- B: @. N/ P5 ]uint8_t NVIC_IRQChannel;//中断源& P0 _1 p; y5 b) D5 Y, h
uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//抢占优先级
; Z; [9 y8 t" }& [" e+ C  }! H4 ^* {+ Cuint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;//响应优先级1 |. o7 U! b# j, S  |$ o
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;//中断使能(ENABLE)或失能(DISABLE)
7 U6 x1 c& M. U$ |0 d; x) \} NVIC_InitTypeDef;: X& @, v9 s6 b& L& Z
3、编写中断服务函数; [; ]- A! v$ S' y: a6 Q! E

9 ^# ^% F( H: s; j
三、外部中断介绍" g! ]0 P. Z; |
1、EXTI简介
4 f  x- U) Z4 q# G3 e! X
》》STM32F10x外部中断/事件控制器(EXTI)包含多达20个用于产生事件/中断请求的边沿检测器。EXTI的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),还可独立地被屏蔽。
- v/ W' K$ Z3 G3 e+ [外部中断/事件控制器框图如下:3 ?" @+ m7 T3 t! b
( `" w3 t- s" u5 p7 `" c/ K
5fdbc96303fa4819aa0ca5554f061107.png
( x% h( e( I! B7 C' _5 r2 ^8 q9 e# l/ p9 _# T
它总共有两条路,一条是:1-2-3-4-5,用来产生中断;另一条是:1-2-3-6-7-8,用来产生事件
2 y/ @  w# @! H: Q; d5 K! r9 x5 C; N* K# n4 `
2、外部中断/事件线映射5 J5 I8 F9 \( Y) ~" y2 l- r
STM32F10x的EXTI具有20个中断/事件线,如下:5 J8 f5 ]1 d4 m; o

7 T5 {, p- }$ ~9 \2 j9 C  p d4f4ff5ab71244adbe7c19ef0754e00a.png 9 m# ^# a( G" I) E& w- E( L; C
/ g1 s, p- ~3 X7 H
3、外部中断配置步骤
. q% ^0 J9 P1 r' q. u; d1 u0 ]$ O》》要使用外部中断我们就需要先配置它,通常都需经过这几步:(EXTI相关库函数在stm32f10x_exti.c和stm32f10x_exti.h文件中)
. ~$ ?- a; o" G/ }# O(1)使能IO口时钟,配置IO口模式为输入* ^! f* ~" x, c0 w- X7 D
(2)开启AFIO时钟,设置IO口与中断线的映射关系(将GPIO端口映射到EXTI中断线上)
8 c( t' V* z" e6 y6 RRCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
" }7 H9 f' Y7 Y5 T4 }void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource,uint8_t GPIO_PinSource);
7 T+ W8 N6 ?$ S1 GGPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource);
( y0 [% v% p- P4 ]( L. e. {4 ^(3)配置中断分组(NVIC),使能中断$ |1 W$ U+ `: d# P5 J" j4 P. n
(4)初始化EXTI,选择出发方式/ ~! f$ {9 E# F) F- V7 h
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef * EXTI_InitStruct);
! w' B. L. y- P6 f, U) {typedef struct
) B) K% d& h& B) L7 N/ _+ _6 Z' q{4 ]7 s& |8 x) Z& {0 M
uint32_t EXTI_Line; //中断/事件线# W. {5 e* `7 o; b% j5 d
EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;//EXTI模式
& c( v% x* B' W5 `6 o7 ], }EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger;//EXTI出发方式8 r+ S) D) J; @5 m- f" f# V
FunctionalState EXTI_LineCmd;//中断线使能或失能/ R' d- ~4 D3 J
}
4 _' ]) o+ x: ](5)编写EXTI中断服务函数
: Y8 K7 I4 I+ G) j- a+ _- }" SEXTI0_IRQHandler
/ c& b# t# i2 t) y7 VEXTI1_IRQHandler
* q( I( a- d) v2 Q- A& t1 ^EXTI2_IRQHandler
  G% k- q; X- A0 T2 R+ bEXTI3_IRQHandler- \) `- {& T- O0 M. \
EXTI4_IRQHandler
3 V  q+ g$ ]7 K2 PEXTI9_5_IRQHandler(中断线5-9的写法)
, K) |7 |! b4 R9 G+ D& dEXTI15_10_IRQHandler(中断线10-15的写法)8 f! ], w3 c: j3 B! c  |

2 v+ |9 v! ^2 B, m4、编写外部中断控制程序
0 G- z1 {" _9 M; h8 n" |要实现外部中断方式控制LED,程序框架如下:
+ D( o5 i9 @& e; `7 `2 E(1)初始化对应端口的EXTI
: x: n+ P4 K4 J) g! t(2)编写EXTI中断函数4 T0 E; }0 t7 {4 V+ Y7 S
(3)编写主函数, L' x  j* C9 h$ ~1 C. `
————————————————
& \+ s4 C; t* }1 M& D版权声明:Cheems_Pak Choi# t9 [2 T' I$ }* [' w

5 H& ^- i, p0 a
7 m- X1 C, l# K7 D; B
收藏 评论0 发布时间:2022-11-9 14:48

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