STM32中断应用

中断知识介绍
- STM32 中断应用概览
- - 异常
  - NVIC
  - 优先级定义
  - 中断编程
外部中断实例
- 需求介绍
- LED
- - LED.H
  - LED.C
- EXTI
- - EXTI.H
  - EXTI.C
- stm32f10x_it.c
- main.c

中断知识介绍

STM32 中断应用概览

STM32 中断非常强大，每个外设都可以产生中断。

异常

F103 在内核水平上搭载了一个异常响应系统，支持为数众多的系统异常和外部中断。
其中系统异常有 8 个（如果把 Reset 和 HardFault 也算上的话就是 10 个），外部中断有 60个。除了个别异常的优先级被定死外，其它异常的优先级都是可编程的。有关具体的系统异常和外部中断可在标准库文件 stm32f10x.h这个头文件查询到，在 IRQn_Type这个结构体里面包含了 F103 系列全部的异常声明。

NVIC

NVIC 是嵌套向量中断控制器，控制着整个芯片中断相关的功能，它跟内核紧密耦合，是内核里面的一个外设。但是
各个芯片厂商在设计芯片的时候会对Cortex-M3内核里面的NVIC进行裁剪，把不需要的部分去掉，所以说 STM32的 NVIC是 Cortex-M3 的 NVIC 的一个子集。

NVIC 结构体定义，来自固件库头文件：core_cm3.h

typedef struct {__IO uint32_t ISER[8]; // 中断使能寄存器uint32_t RESERVED0[24];__IO uint32_t ICER[8]; // 中断清除寄存器uint32_t RSERVED1[24];__IO uint32_t ISPR[8]; // 中断使能悬起寄存器uint32_t RESERVED2[24];
__IO uint32_t ICPR[8]; // 中断清除悬起寄存器
uint32_t RESERVED3[24];__IO uint32_t IABR[8]; // 中断有效位寄存器uint32_t RESERVED4[56];__IO uint8_t IP[240]; // 中断优先级寄存器(8Bit wide)
uint32_t RESERVED5[644];__O uint32_t STIR; // 软件触发中断寄存器} NVIC_Type;

在配置中断的时候我们一般只用 ISER、ICER 和 IP 这三个寄存器，ISER 用来使能中断，ICER用来失能中断，IP 用来设置中断优先级。

优先级定义

在 NVIC 有一个专门的寄存器：中断优先级寄存器 NVIC_IPRx，用来配置外部中断的优先级，IPR 宽度为 8bit，原则上每个外部中断可配置的优先级为 0~255，数值越小，优先级越高。但是绝大多数CM3芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数减少，在F103中，只使用了高 4bit。
用于表达优先级的这 4bit，又被分组成抢占优先级和子优先级。如果有多个中断同时响应，抢占优先级高的就会抢占抢占优先级低的优先得到执行，如果抢占优先级相同，就比较子优先级。如果抢占优先级和子优先级都相同的话，就比较他们的硬件中断编号，编号越小，优先级越高。
优先级分组
优先级的分组由内核外设 SCB 的应用程序中断及复位控制寄存器 AIRCR 的PRIGROUP[10:8]位决定，F103 分为了 5 组，具体如下：主优先级=抢占优先级。

设置优先级分组可调用库函数 NVIC_PriorityGroupConfig() 实现，有关 NVIC 中断相关的库函数都在库文件 misc.c和 misc.h 中。
中断优先级分组库函数 NVIC_PriorityGroupConfig()

/*** 配置中断优先级分组：抢占优先级和子优先级* 形参如下：* @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0bit for 抢占优先级* 4 bits for 子优先级* @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bit for 抢占优先级* 3 bits for 子优先级* @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bit for 抢占优先级* 2 bits for 子优先级* @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bit for 抢占优先级* 1 bits for 子优先级* @arg NVIC_PriorityGroup_4: 4 bit for 抢占优先级* 0 bits for 子优先级
* @注意 如果优先级分组为 0，则抢占优先级就不存在，优先级就全部由子优先级控制*/void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup){// 设置优先级分组SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}

中断编程

在配置每个中断的时候一般有 3 个编程要点：

使能外设某个中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。比如串口有发送完成中断，接收完成中断，这两个中断都由串口控制寄存器的相关中断使能位控制。
初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。NVIC_InitTypeDef 结构体在固件库头文件 misc.h 中定义。
NVIC初始化结构体

 typedef struct {uint8_t NVIC_IRQChannel; // 中断源uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; // 抢占优先级uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; // 子优先级FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; // 中断使能或者失能} NVIC_InitTypeDef;

有关 NVIC 初始化结构体的成员我们一一解释下：
1）NVIC_IROChannel：用来设置中断源，不同的中断中断源不一样，且不可写错，即使写错了程序也不会报错，只会导致不响应中断。具体的成员配置可参考 stm32f10x.h 头文
件里面的 IRQn_Type 结构体定义，这个结构体包含了所有的中断源。
IRQn_Type 中断源结构体

typedef enum IRQn {//Cortex-M3 处理器异常编号
NonMaskableInt_IRQn = -14,
MemoryManagement_IRQn = -12,
BusFault_IRQn = -11,
UsageFault_IRQn = -10,
SVCall_IRQn = -5,
DebugMonitor_IRQn = -4,
PendSV_IRQn = -2,SysTick_IRQn = -1,
//STM32 外部中断编号WWDG_IRQn = 0,PVD_IRQn = 1,TAMP_STAMP_IRQn = 2,
// 中间部分代码省略，具体的可查看库文件stm32f10x.hDMA2_Channel2_IRQn = 57,DMA2_Channel3_IRQn = 58,
DMA2_Channel4_5_IRQn = 59
} IRQn_Type;

2）NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来
确定，具体参考优先级分组真值表。
3）NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考优先级分组真值表。
4）NVIC_IRQChannelCmd：中断使能（ENABLE）或者失能（DISABLE）。操作的是 NVIC_ISER 和 NVIC_ICER 这两个寄存器。
3. 编写中断服务函数

在启动文件 startup_stm32f10x_hd.s 中我们预先为每个中断都写了一个中断服务函数，只是这些中断函数都是为空，为的只是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需要我们重新编写，为了方便管理我们把中断服务函数统一写在 stm32f10x_it.c 这个库文件中。关于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就在中断向量表中找不到中断服务函数的入口，直接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，并且在里面无限循环，实现不了中断。

外部中断实例

需求介绍

没按下一次按键，进入中断，LED灯翻转一次。

LED

LED.H

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "stm32f10x.h"
#define LED2_GPIO_PORT     GPIOB                 /* GPIO端口 */
#define LED2_GPIO_CLK      RCC_APB2Periph_GPIOB  /* GPIO端口时钟 */
#define LED2_GPIO_PIN      GPIO_Pin_0           /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define ON  0
#define OFF 1
#define LED2(a) if (a) \GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN);\else  \GPIO_ResetBits(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
/* 直接操作寄存器的方法控制IO */
#define digitalHi(p,i)   {p->BSRR=i;}  //输出为高电平
#define digitalLo(p,i)   {p->BRR=i;}  //输出低电平
#define digitalToggle(p,i)   {p->ODR ^=i;}  //输出反转状态
#define LED2_TOGGLE     digitalToggle(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
#define LED2_OFF     digitalHi(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
#define LED2_ON      digitalLo(LED2_GPIO_PORT,LED2_GPIO_PIN)
//反转
#define   LED2_fanzhuan        {LED2_GPIO_PORT->ODR ^= LED2_GPIO_PIN;}

LED.C

#include "LED.h"
#include "stm32f10x_gpio.h"
void LED_GPIO_Config(void)
{  /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/*开启LED相关的GPIO外设时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd( LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK | LED3_GPIO_CLK, ENABLE);/*选择要控制的GPIO引脚*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_GPIO_PIN; /*设置引脚模式为通用推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;   /*设置引脚速率为50MHz */   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;/*选择要控制的GPIO引脚*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_GPIO_PIN;/*调用库函数，初始化GPIO*/GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

EXTI

EXTI.H

#ifndef __EXTI_H
#define __EXTI_H
#include "stm32f10x.h"
//引脚定义
#define KEY1_INT_GPIO_PORT GPIOA
#define KEY1_INT_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOA\
|RCC_APB2Periph_AFIO)
#define KEY1_INT_GPIO_PIN GPIO_Pin_0
#define KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE GPIO_PortSourceGPIOA
#define KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE GPIO_PinSource0
#define KEY1_INT_EXTI_LINE EXTI_Line0
#define KEY1_INT_EXTI_IRQ EXTI0_IRQn
//中断服务函数，名字在启动文件里
#define KEY1_IRQHandler EXTI0_IRQHandler
#define KEY2_INT_GPIO_PORT GPIOC
#define KEY2_INT_GPIO_CLK (RCC_APB2Periph_GPIOC\
|RCC_APB2Periph_AFIO)
#define KEY2_INT_GPIO_PIN GPIO_Pin_13
#define KEY2_INT_EXTI_PORTSOURCE GPIO_PortSourceGPIOC
#define KEY2_INT_EXTI_PINSOURCE GPIO_PinSource13
#define KEY2_INT_EXTI_LINE EXTI_Line13
#define KEY2_INT_EXTI_IRQ EXTI15_10_IRQn
//中断服务函数，名字在启动文件里
#define KEY2_IRQHandler EXTI15_10_IRQHandler
void EXIT_Key_Config(void);
#endif /* __EXTI_H */

EXTI.C

#include "EXTI.h"
//NVIC配置
static void EXTI_NVIC_Config(void)
{//定义一个结构体NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;/* 配置 NVIC 为优先级组 1 */NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);/* 配置中断源：按键 1 */NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = KEY1_INT_EXTI_IRQ;/* 配置抢占优先级：1 */NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;/* 配置子优先级：1 */NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;/* 使能中断通道 */NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);/* 配置中断源：按键 2，其他使用上面相关配置 */NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = KEY2_INT_EXTI_IRQ;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
void EXIT_Key_Config(void)
{/* 首先使用GPIO_InitTypeDef和EXTI_InitTypeDef结构体定义两个用于GPIO和EXTI初始化配置的变量 在使用GPIO之前必须开启GPIO端口的时钟；用到EXTI必须开启AFIO时钟*/ GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStruct;//开始按键的GPIO口的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_INT_GPIO_CLK, ENABLE);// 配置 NVIC 中断EXTI_NVIC_Config();/*                按键1配置              *///选择按键用到的GPIOGPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY1_INT_GPIO_PIN;//配置为浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  GPIO_Init(KEY1_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); //选择EXTI的信号源GPIO_EXTILineConfig(KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE, KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE); EXTI_InitStruct.EXTI_Line = KEY1_INT_EXTI_LINE;//EXTI为中断模式EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //上升沿中断EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;//使能中断EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);  /*                按键2配置              */// 初始化GPIORCC_APB2PeriphClockCmd(KEY2_INT_GPIO_CLK, ENABLE); //按键用到的GPIOGPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY2_INT_GPIO_PIN;//配置为浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;  GPIO_Init(KEY2_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); //选择EXTI的信号源GPIO_EXTILineConfig(KEY2_INT_EXTI_PORTSOURCE, KEY2_INT_EXTI_PINSOURCE);EXTI_InitStruct.EXTI_Line = KEY2_INT_EXTI_LINE;//EXTI为中断模式EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //下降沿触发EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//使能中断EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
}

stm32f10x_it.c

void KEY2_IRQHandler (void)
{//确认是否产生 EXTI Line 中断if(EXTI_GetITStatus(KEY2_INT_EXTI_LINE) != RESET){LED2_fanzhuan;EXTI_ClearITPendingBit(KEY2_INT_EXTI_LINE);}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "LED.h"
#include "EXTI.h"
int main(void)
{//LED 灯   初始化LED_GPIO_Config();EXIT_Key_Config();
while(1)
{}
}

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