自上篇文章STM32 非阻塞HAL_UART_ReceiveIT解析与实际应用，具体总结了HAL库下套娃函数中如何看清库函数的脉络，更细致的认识调用的过程，以解决潜在的问题。又又又遇到了新的问题（GPIO按键中断），感觉网络上和各种资料都没解释清楚的情况下。我又去扒了扒HAL库函数源码，提供不一样解决按键抖动的问题（个人认为除了那些通过配置具体寄存器的外；是从HAL库提供函数的基础上解决的）有别于那种在Callback返回函数中添加延迟和判断具体是否按下按键的方法（个人实际操作感觉这种方法效果也不好）。而是在HAL_GPIO库函数上的HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler处理中断函数解决按键抖动带来的问题，是更根上解决问题的方法。

前言

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在这里，还是以我一贯的风格——不重复造轮子。具体如何配置STM32CubeMX初始化、生成工程目录之类的问题。包括关于STM32的Cortex-M3处理器的中断细节都不会在本文章中赘述，想了解的朋友可以自行去翻看“Cortex-M3 权威指南”、“Cortex-M3 技术手册”等相关技术文档，都有中文的翻译版本。本文的目的只在如何具体分析问题，解决问题。

1 STM32CubeMX中GPIO配置（基于正点原子的Stm32F1-Nano板）

像如何配置RCC、配置相关的时钟树、配置中断NVIC、配置中断输入等基础配置，生成工程文件的问题。这里就省略了，有需要的朋友可以参考其他网络上资料。重点就看看关于GPIO配置，便于后面分析讲解代码。

其中，PC0、PC1、PC2为LED灯，当按键触发中断时反转。PC8、PC9、PD2为共地按键（低电平有效），所以设置GPIO为Pull-up。按键的GPIO mode有两个为上升沿触发（Rising edge）和一个下降沿触发（Falling edge），这里其实上升沿或下降沿都没啥特别大的关系。

2 HAL库的GPIO中断响应过程

在初始化相关中断响应函数后，HAL库是如何进行中断响应的。其实和上篇文章

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有很多相似的地方，可以借助上篇文章来理解。

同样的，GPIO的入口函数是什么呢？这里先引用“Cortex-M3权威指南”的一张图来简单说明Cortex-M3处理器的中断问题

可以看出Cortex-M3处理器有16个外部I/O中断，分别对应[0:15]端口上。也就是说每个中断端口号（0-15）可以在任一Port（A-G）上，然后通过选择器去决定中断端口采用哪个Port。当然这部分在STM32CubeMX上很容易就能配置并初始化好。自然就会有对应的Handler函数。那具体是啥，我们看看生成的工程文件中“Src”文件夹里的“stm32f1xx_it.c”中断文件中有这么一段注释

大致意思就是：STM32F1xx外部中断处理（Handlers）在“stratup file”中提及到了。有了这信息，再去看看在工程文件的根目录中“startup_stm32f103xb.s”文件（基于Nano版上的处理器）虽然里面是汇编语言，但通过查找“IRQHandler”可以看到

这7个就是外部I/O中断的入口函数（可以看出[0:4]端口是独立的入口，而[5:9]、[10-15]分别共用一个入口）。再看看“stm32f1xx_it.c”文件也能看到对应的函数定义

可以看到进入对应的I/O中断入口函数后就会传输GPIO_Pin口（用户配置的中断端口[0:15]）到“HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()”中。那我们再看看这个IRQHandle函数

描述也很清晰地表明了这个函数功能是EXTI中断回应。那具体发生了什么呢？在函数里调用了“__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT()”和“__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT()”后就调用“HAL_GPIO_EXTI_Callback”用户处理函数，有了解上篇文章

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，应该已经清楚怎么回事了，这里就不赘述了。但关键问题是前面两个调用又是什么？

可以看到，这两并不是函数，而是一个宏。是干嘛的呢？大概可以看出是检查到底是哪个I/O端口触发中断的。所以这里就可以理解为啥[5:9]和[10:15]可以共用入口函数也不会出问题了。原因就在这里可以检查。

那再细致点的去看这两个宏定义，不难发现第一个是获取中断的标志位和确认中断是否产生，由谁产生。第二个则是清除标志位。通过查看“Cortex-M3 技术文档”的相关寄存器，也能更好地理解上面说的过程。

那现在应该很清楚发生了什么事了。发生中断响应时，通过入口函数“EXITx_IRQHandler”进入到“HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()”确认中断端口后，重置对应中断的标志位，进入到“HAL_GPIO_EXTI_Callback”用户处理函数中去。那我们只需要在用户处理函数中用switch语句选择不同I/O中断端口GPIO_Pin（[0:15]）对应不同中断处理任务就行了。例：

3 按键抖动问题分析与解决方案

那如果单纯在用户函数中类似上例中这么写，肯定会发现很严重的问题。发现按下去触发中断时可能会产生两次任务（预期是按下去就触发一次任务）。因为按键时会有抖动的，导致进入了两次中断，相信这不用我来解释为何按键抖动会引发这类的问题。

解决方案大家应该也清楚，要么通过计算添加合适大小电容消除抖动产生的影响，那另一种方案，也是最常见的方案就是添加去抖延迟。在网上也有很多类似的教程，甚至也是针对STM32的。会发现，他们都是在用户处理函数“HAL_GPIO_EXTI_Callback”中添加延迟，然后读取确认按键。那问题来了，通过上面一步一步分析HAL库的I/O中断处理过程，就知道在用户处理函数之前的“HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()”确认中断端口中就已经将中断标志位消除了（在用户处理函数之前），意味着抖动仍然能触发中断。然后再通过阅读相关文档，发现STM32中断是依靠向量表机制，也就是说只要触发了中断，一般情况下总是要去响应和清除相应的中断标志位。所以我认为在用户处理函数这么做可能可以解决问题，但以我个人经验，效果并不是很好，原因就是解决问题的方法不太对。

个人认为更正确的做法是在清除标志位之前延迟等待抖动消失，防止因抖动在此将中断标志位置为有效。即需要修改HAL库（Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_gpio.c）中的“HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler”函数。如图，在“__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);”之前添加延迟“HAL_Delay((uint32_t)20);”

然后再用户处理函数中返回前添加延迟。就能比较好的解决按键抖动带来可能重复进入中断的问题。（虽然在我摧残下，还是有可能出现问题，但感觉基本上是能达到预期的，毕竟鼠标都可能因为微动问题出现双击呢）

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想说的话

网络上有人批判HAL库效率、为非EE专业设计的，将所有东西都抽象了等一系列问题。但我想说的是，对于大多数普通用户或相关工作者。处理效率固然重要，但开发效率、移植效率也是需要实际考察的。会想起刚接触C51用汇编操作寄存器能时，我也会有点批判高级程序语言的效率各种不如汇编，不如汇编一步一步清晰。但问题是现在微处理器计算性能、寄存器数量也是远远超过以前。面对复杂的项目时，需要操作32位甚至64位总线宽度时，你还能处理各种复杂的关系么。

虽然我有时也觉得怎么一个中断都能套娃般弄得如此复杂，明明感觉有更简便的方法。但也意识到，之所以会弄这么复杂，一方面是为了提高开发者的开发效率，方便移植，另一方面也减少因为手误配置错寄存器，导致不可预知的后果。随着项目复杂度的上升，人为出错的概率也会上升，而用库相比去配置寄存器，出错的概率我认为是更低的。更别说在抽象后高层级的去思考能更好的完成某件任务的逻辑，而不是苦与寄存器相互如何作用的问题发愁。

总的来说，如果认为HAL库牺牲效率，甚至出现感觉不符合预期的Bug出现时无法像配置寄存器类似的方法排错。那我感觉可能就只是片面的去看HAL库函数就是黑盒，实际上这些函数都是能去追溯到具体的寄存器，在追溯的过程中慢慢的可能也能找到Bug的原因，在针对实际场景做修改也不是不可以的。

也许很多地方我表达的不专业，还请多多包涵。

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