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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* w. e( V2 y5 X7 M1、中断概念

4 B4 r4 _9 _5 c; i》》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。
/ z8 x. @3 N7 A5 k7 q% o》》 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。
; j5 P2 x4 ?( B% Y  c/ U2、NVIC介绍
) F, w' ~/ D8 l》》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。5 ]) P, b1 z# V# e/ T' f
》》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。  u5 D3 j7 C) t2 n( N7 V$ Z2 c
2 ^- r! e7 s2 S5 M; Z8 {% G6 B
3、中断优先级
* s9 u: S2 ]# o4 Y" c8 ~9 u0 V+ K》》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。
' l/ r$ v) ?2 Y& M》》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。
1 x. i( J) D7 M" X' w》》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。( w/ |0 ]5 u+ I8 Q4 r7 m" @# r
》》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)1 S7 Q; r% R1 f* @9 l% z9 z
" H6 d& b3 M$ w+ w8 p" U" i
336a82ed51e1450b9d0d1dcaede03a6a.png ( |* @  K* O; ?. X1 ^) f

$ s% M; M$ i* {7 {9 a9 t; e$ p设置优先级分组可调用库函数NVIC_PriorityGroupConfig(),在misc.c中可以查看。3 a$ }) b6 F- H* f0 D3 N( m

. p# y6 H- A) `0 u* C. _5 R  H9 f2 e
% I4 c* P# O1 U2 i+ m+ h二、中断配置步骤

* t0 p" a; f/ ~/ G: J& e; t》》要使用中断我们就需要先配置它,通常都需经过这几步:
2 c- o; }' M" o0 S# G1、使能外设某个中断
1 U; i+ V) {3 N% Z3 b2、使能中断优先级分组(NVIC_PriorityGroupConfig()),然后初始化NVIC_InitTypeDef结构体2 w0 k4 K9 d3 @- p  L( k9 o
typedef struct
* i# a# @- Z9 C+ f{+ y" q8 V" \9 F  v% ~$ j
uint8_t NVIC_IRQChannel;//中断源
- T' N+ Q4 J/ h2 T9 o* e. m1 [5 }uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//抢占优先级
4 Z0 W& n/ H1 _$ C& i% R2 tuint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;//响应优先级6 N$ B- b3 j( g0 w' Q, J
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;//中断使能(ENABLE)或失能(DISABLE)* L5 q  [0 R- ~5 D% z
} NVIC_InitTypeDef;2 f! @, h# P8 E2 o
3、编写中断服务函数, X: @! T3 f+ o' _3 y

4 R- l+ V* J' l. R  N* C: r) N
三、外部中断介绍- h/ `# C2 o, W9 M
1、EXTI简介

- y- H" P+ I4 T$ ]& o, O1 I》》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。7 h* |9 ]4 Y, S2 C" Z3 w! I' l
外部中断/事件控制器框图如下:: W4 {' |" U% L1 P! T7 p
* [# i$ [- B' }# [& |! e: {
5fdbc96303fa4819aa0ca5554f061107.png ; P' R) \$ F* v+ F4 e
( {9 z8 o% |( q: P
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
- h; U0 Q7 f3 h' J4 p9 q1 h' w2 u- N* e9 n, L" a2 C* O9 T/ D
2、外部中断/事件线映射- L/ F8 d; Z& y6 l% |
STM32F10x的EXTI具有20个中断/事件线,如下:
! i( a) X4 Z  L2 @* k, A! u) R
. [; q4 s1 O1 W: M d4f4ff5ab71244adbe7c19ef0754e00a.png 4 I$ s( u# o2 }8 \
2 D: C/ L' }) K' W0 s8 s# j+ @; i
3、外部中断配置步骤
; ?; q) n. `1 u  f+ P! j》》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)" \- f& N( t& @8 ^7 F
(1)使能IO口时钟,配置IO口模式为输入
3 \* B2 v- v0 v  t% c2 t$ j(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)2 b- M1 z' {& u$ k& V
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
, c+ ~2 ]6 I' `3 avoid GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource,uint8_t GPIO_PinSource);. W. H' Z* R1 S2 j
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource);- t* W3 `4 G  u9 @1 W) X6 K+ ~: r
(3)配置中断分组(NVIC),使能中断
% ?& o) U$ k4 r1 [+ m(4)初始化EXTI,选择出发方式. d) e) c2 m* x9 A
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef * EXTI_InitStruct);
8 B5 l0 z& f: c! z5 Dtypedef struct* w- D6 j* I# X7 G1 N
{
1 x: ~# }. s4 s2 Q7 T- x/ S4 Kuint32_t EXTI_Line; //中断/事件线
& O9 B6 C& P* x# xEXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;//EXTI模式# F- M1 j( m; C/ m/ I
EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger;//EXTI出发方式, e2 A" W7 t6 j" U0 d) l. @; m/ ^
FunctionalState EXTI_LineCmd;//中断线使能或失能
7 C2 P3 q" j2 y" }; Z$ L* S  G5 T}
4 T/ U$ ]3 P. v) Y(5)编写EXTI中断服务函数
) J" k" c$ G9 m% sEXTI0_IRQHandler' J7 i: @" w* ^! l0 _1 F
EXTI1_IRQHandler! E( K. D& g' o) Z6 y
EXTI2_IRQHandler8 e9 ^' o1 }" Z* P  A
EXTI3_IRQHandler* V3 s- z  h5 y4 H5 h5 x  |  y7 K
EXTI4_IRQHandler
8 c2 b* x6 [; g& x( k; EEXTI9_5_IRQHandler(中断线5-9的写法)
1 i/ k# D. S7 @8 PEXTI15_10_IRQHandler(中断线10-15的写法)
9 x8 n: g/ T+ w' L- f; K1 E, |3 V1 w( t0 G- F: p  L
4、编写外部中断控制程序, T& W+ ^" P- G9 R- Y
要实现外部中断方式控制LED,程序框架如下:) ]& U1 D) `5 K) \* z+ J& R
(1)初始化对应端口的EXTI. v( @7 n3 J- {( z
(2)编写EXTI中断函数7 o' x1 B/ x' v
(3)编写主函数
& c& {+ Z" `  e2 h& S————————————————. V8 J! [3 ~& W7 n. V
版权声明:Cheems_Pak Choi
5 G+ i# b$ B+ w. [8 @4 s
, M! i) E! H& R; \& M) e5 D" g5 k1 l1 U! ?' W
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