二,哞哞stm32外部中断感应灯项目
一,项目概述:
配置外部中断,编写中断服务函数,轻拍震动传感器,使灯条亮一秒。
硬件:一路继电器,震动传感器,stm32f10xc8t6开发板,usb灯条,杜邦线。
二,硬件线路接法:
继电器模块:
灯条正极(红线)接继电器com口,NO口接开发板GND,IN口接开发板PA4管脚,继电器的vcc,gnd分别接开发板3.3V和gnd。
震动传感器模块:
DO口接PA3,震动传感器的vcc,gnd,分别接开发板的3.3v,gnd。
开发板模块:
与电脑连接。
三,EXTI 简介
EXTI(External interrupt/event controller)—外部中断/事件控制器,管理了控制器的 20个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器,可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置,可以单独配置为中断或者事件,以及触发事件的属性。
四,EXTI 功能框图
EXTI 的功能框图包含了 EXTI 最核心内容,掌握了功能框图,对 EXTI 就有一个整体的把握,在编程时思路就非常清晰。EXTI功能框图见图。
在图可以看到很多在信号线上打一个斜杠并标注“20”字样,这个表示在控制器内部类似的信号线路有 20 个,这与 EXTI 总共有 20 个中断/事件线是吻合的。所以我们只要明白其中一个的原理,那其他 19 个线路原理也就知道了。
EXTI 可分为两大部分功能,一个是产生中断,另一个是产生事件,这两个功能从硬件上就有所不同。
首先我们来看图中红色虚线指示的电路流程。它是一个产生中断的线路,最终信号流入到 NVIC 控制器内。
编号 1
编号 1 是输入线,EXTI 控制器有 19 个中断/事件输入线,这些输入线可以通过寄存器设置为任意一个 GPIO,也可以是一些外设的事件,这部分内容我们将在后面专门讲解。输入线一般是存在电平变化的信号。
编号 2
编号 2 是一个边沿检测电路,它会根据上升沿触发选择寄存(EXTI_RTSR)和下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)对应位的设置来控制信号触发。边沿检测电路以输入线作为信号输入端,如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1 给编号 3 电路,否则输出无效信号0。而 EXTI_RTSR 和 EXTI_FTSR 两个寄存器可以控制器需要检测哪些类型的电平跳变过程,可以是只有上升沿触发、只有下降沿触发或者上升沿和下降沿都触发。
编号 3
编号 3 电路实际就是一个或门电路,它一个输入来自编号 2 电路,另外一个输入来自软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。EXTI_SWIER允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线,这在某些地方非常有用。我们知道或门的作用就是有 1 就为 1,所以这两个输入随便一个有有效信号 1就可以输出 1 给编号 4和编号 6电路。
编号 4
编号 4 电路是一个与门电路,它一个输入是编号 3 电路,另外一个输入来自中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。与门电路要求输入都为 1 才输出 1,导致的结果是如果 EXTI_IMR 设置为 0 时,那不管编号 3 电路的输出信号是 1 还是 0,最终编号 4 电路输出的信号都为 0;
如果EXTI_IMR设置为1时,最终编号4电路输出的信号才由编号3电路的输出信号决定,这样我们可以简单的控制 EXTI_IMR 来实现是否产生中断的目的。编号 4 电路输出的信号会被保存到挂起寄存器(EXTI_PR)内,如果确定编号 4 电路输出为 1 就会把 EXTI_PR 对应位置 1。
编号 5
编号 5 是将 EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内,从而实现系统中断事件控制。
接下来我们来看看绿色虚线指示的电路流程。它是一个产生事件的线路,最终输出一个脉冲信号。
产生事件线路是在编号3电路之后与中断线路有所不同,之前电路都是共用的。
编号6
编号6电路是一个与门,它一个输入来自编号 3 电路,另外一个输入来自事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)。如果 EXTI_EMR设置为 0时,那不管编号 3电路的输出信号是 1还是 0,最终编号 6 电路输出的信号都为 0;如果 EXTI_EMR 设置为 1 时,最终编号 6 电路输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定,这样我们可以简单的控制 EXTI_EMR 来实现是否产生
事件的目的。
编号 7
编号 7 是一个脉冲发生器电路,当它的输入端,即编号 6 电路的输出端,是一个有效信号 1 时就会产生一个脉冲;如果输入端是无效信号就不会输出脉冲。
编号 8
编号 8 是一个脉冲信号,就是产生事件的线路最终的产物,这个脉冲信号可以给其他外设电路使用,比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC等等,这样的脉冲信号一般用来触发 TIM 或者 ADC开始转换。
产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC,进一步会运行中断服务函数,实现功能,这样是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用,并且是电路级别的信号传输,属于硬件级的。
另外,EXTI是在 APB2总线上的,在编程时候需要注意到这点。
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原文链接:https://blog.csdn.net/zxh1592000/article/details/80280715
五,配置中断的四个步骤。
1.初始化原来中断的GPIO口
GPIO口配置我直接复制了shake.c(震动传感器)内容
2.初始化EXTI
EXTI_Line
因为震动传感器do口接开发板PA3,所以exti_init.EXTI_Line = EXTI_Line3;
GPIO3的中断挂在line3上了,硬件决定的
EXTI_Mode_Interrupt
EXTIMode有两种,一种是Interrupt(中断模式),另一种是Event(事件模式)
如果想深入了解这两种模式有什么区别可以参考下面文章
http://blog.sina.com.cn/s/blog_4d1854230101dcui.html
EXTI_Trigger_Falling
震动传感器
未发生震动 - - 高电平
发生震动 - - - -低电平
图片
所以我们需要在下降沿的时候中断
exti_init.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
3.配置NVIC(中断优先级)
NVIC_IRQChannel
可以去stm32f10x.h中找到,因为EXTI_Line是3
所以nvic_init.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQn;
NVIC_IRQChannelPreemptionPriority(抢占优先级)
说到优先级,可以去misc.h中找到图下代码
我们需要配置一个优先级组,因为我们就一个中断,所以随便选择,我写的是第三种
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
根据组的不同抢占优先级和子优先级的范围就不同,这就随便写了。
nvic_init.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_IRQChannelSubPriority(子优先级)
nvic_init.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
配置完NVIC我们需要配置中断时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
还需要将GPIO3设置为外部中断源
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource3);
4.编写中断服务函数
在main.c中编写中断函数
中断函数在启动文件中
我们需要判断中断是否发生
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);
这个函数中有个标识位RESET也就是0的意思
发生了中断开灯就完了
我们还需要写一个清除中断标志,要不中断创建了一个标志不清除,那么这个标志一直存在,就像一直申请内存,用完不释放,一直被占用导致内存泄漏一样,所以需要清除一下。
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line);
六,主要原理(想懂必看):
以下内容看懂基本可以理解原理!!!看不懂可以打开目录看对应的EXTI功能框图 看对应的编号
震动传感器do口接pa3,轻拍震动传感器,do口电平由1置0此时产生边沿跳变 所以选择下降沿选择触发寄存器,跳变就输出有效信号 1 给编号 3 电路,由于编号3为或门,有1就为1,所以给编号4传送1信号,编号4为与门,需要中断屏蔽寄存器与编号3电路同时发送1信号,前面已经配置了EXTI_Mode_Interrupt(中断模式),中断屏蔽寄存器默认传送1信号(我推的,求大佬评论解答),在加上编号3传送的1信号,编号4电路将向编号5电路发送1信号,编号5将 EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内,从而实现系统中断事件控制。 当中断发生时,中断服务函数会自动执行。
震动传感器,未发生震动时,处于高电平状态,发生震动,处于低电平状态。
继电器原理:
继电器IN口收到高电平时,NO口断开,形成开路,收到低电平时NO口闭合,形成回路,用电器正常工作。低电平0,高电平1
震动传感器原理:
震动传感器,在没有接收到震动信号处于一个高电平的模式,震动低电平
七,源码:
relay.c
#include "relay.h"
#include "stm32f10x.h"void Relay_Init(void)//
{GPIO_InitTypeDef Relay_Init; //使能gpioa时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//GPIOA1结构体配置Relay_Init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;Relay_Init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;Relay_Init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;GPIO_Init(GPIOA,&Relay_Init);//结构体配置完要初始化}
relay.h
#include "stm32f10x.h"
void Relay_Init(void);//延迟函数声明
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "led.h"
#include "relay.h"
#include "shake.h"
#include "usart.h"
#include "exti.h"
void delay(uint16_t time)//延时函数
{uint16_t i=0;while(time--){i=12000;while(i--);}
}//结构体,接口pin 输出模式mode, 速率speed,在 gpio.C的gpio.h里//GPIO初始化函数也在gpio.C的gpio.h里
int main()
{//先到main(),然后到下面的函数,然后到对应的.h,然后.c文件//LED_Init();Relay_Init();//Shake_Init();Exti_Init();GPIO_SetBits(GPIOA , GPIO_Pin_4);//初始化继电器为关闭状态, 与代码3有关while(1) {}}
void EXTI3_IRQHandler(void)//中断函数,中断的好处,不用一直whlie死循环,浪费cpu
{ if(EXTI_GetITStatus( EXTI_Line3) != RESET ){ GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4);delay(1000);GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_4); }EXTI_ClearFlag(EXTI_Line3);
}
main.h
#include "stm32f10x.h"
void delay(uint16_t time);
shake.c
#include "shake.h"
#include "stm32f10x.h"
//震动传感器,在没有接收到震动信号处于一个高电平的模式,震动低电平
void Shake_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef Shake_Init;//打开GPIOA时钟RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//配置GPIOA1Shake_Init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //下拉输入Shake_Init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //接口引脚Shake_Init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;//void GPIO_Init(GPIO_TypeDef* GPIOx, GPIO_InitTypeDef* GPIO_InitStruct);GPIO_Init(GPIOA,&Shake_Init);//初始化
}
shake.h
#include "stm32f10x.h"
void Shake_Init(void);//函数声明
exti.c
#include "exti.h"
#include "stm32f10x.h"
void Exti_Init(void)
{EXTI_InitTypeDef exti_init;GPIO_InitTypeDef Shake_Init;NVIC_InitTypeDef nvic_init;//位于fwlib misc.c misc.h中//打开GPIOA时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );//打开复用端口,因为这既是输出也是输入 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//?GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource3);//?NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组配置//配置GPIOA3Shake_Init.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //下拉输入Shake_Init.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3; //接口引脚Shake_Init.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;GPIO_Init(GPIOA,&Shake_Init);//初始化//配置exti外部中断exti_init.EXTI_Line = EXTI_Line3;//EXTI中断/事件线选择, 因为我们用的中断源是3,所以中断线选line3exti_init.EXTI_LineCmd = ENABLE;//控制是否是能EXTI线,使能EXTI线或禁用exti_init.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//EXTI模式选择,选 产生中断模式//是触发方式,我们用的这个震动传感器正常状态是处于高电平,发生震动时处于低电平,所以我们需要这个下降沿exti_init.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //EXTI边沿触发事件,可选上升沿触发,下降沿触发,上升沿或者下降沿都触发;EXTI_Init(&exti_init);//中断函数初始化//配置nvic中断控制器nvic_init.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn; //中断通道 在fwlib stm32f10x.hnvic_init.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;nvic_init.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //优先级1nvic_init.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //子优先级1NVIC_Init(&nvic_init);//中断控制初始化
}
exti.h
#include "stm32f10x.h"
void Exti_Init(void);
八,效果展示
1.链接完毕,未触碰震动传感器,灯条不亮
2.手指触碰震动传感器,灯条亮
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