本文主要介绍了通过中断来实现开关控制LED灯的亮和灭。
软件：Keil μVision
芯片：STM32F103C8T6

文章目录

一、实验简介
二、实验原理
- 1. NVIC简介
- 2.EXTI简介
三、实验代码
- 1.库函数方式
- 2.HAL函数方式
四、实验结果
五、总结
六、参考文献

一、实验简介

本次实验通过B1端口的开关控制A1端口的LED灯，即B1端口接高电平时LED亮，B1端口接低电平时LED灭。实验电路图比较简单，这里就不做展示。

二、实验原理

本次实验主要使用了中断、GPIO输入和输出模式来进行实验。

CM3内核支持256个中断，其中包含了16个内核中断和240个外部中断，并且具有256级可编程中断设置。STM32并没有CM3的全部中断服务。STM32有84个中断，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级（STM32F103系列有60个可屏蔽中断）。在STM32中文参考手册第9章，第130页，比较详细的介绍了STM32的中断事件。

对于这么多中断，如何管理？通过寄存器对STM32中断进行分组，再对每个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级。在STM32固件库使用手册第165页中有分组情况。具体可以在B站观看相关视频。

1. NVIC简介

所以我们需要设置中断分组，比如我们设置中断分组为2

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

还需要初始化NVIC，配置相关参数

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x02;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x00;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

这里设置中断为EXTI1中断（下一小节介绍），然后使能，设置抢占优先级和响应优先级。其中IRQChannel的值可以在stm32f10x.h中找到，也可以在STM32固件库使用手册第166也查到。下面是部分表

2.EXTI简介

通用I/O端口以下图的方式连接到16个外部中断/事件线上：（STM32中文参考手册第137页）

和之前类似，首先初始化EXTI。

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising_Falling;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

EXTI_Line的值和GPIOX端口类似，参考上面图片，EXTI_Line的值如下

EXTI_LineCmd的值设置为ENABLE，使能，模式（EXTI_Mode）设置为中断（Interrupt），触发方式（EXTI_Trigger）选择为上下沿触发，最后调用初始化函数EXTI_Init(&EXTI_InitStructure)

然后是写中断函数，在启动文件中，已经写了中断函数的引用

中断函数如下：

void EXTI1_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消除抖动if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}else{GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}

最后一定要清除中断位，用EXTI_ClearPendingBit(EXTI_LineX)函数

当B1端口是高电平时，A1端口是低电平，LED灯亮；当A1端口是低电平时，A1端口是高电平，LED灯灭。

有关LED灯和按键的代码这里不做讲解，可以在我之前博客STM32F103点亮LED流水灯_江南烟浓雨的博客-CSDN博客中查看原理

三、实验代码

1.库函数方式

创建工程后，新建四个文件夹，分别为DELAY、EXTI、KEY、LED，分别对应四个C文件和四个头文件，代码如下

delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H
#include "stm32f10x.h"
void DELAY_Init(void);
void delay_ms(u16 nms);
#endif

delay.c

#include "delay.h"
static u16 fac_ms = 0;
void DELAY_Init()
{SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);fac_ms = (u16)(SystemCoreClock/8000);
}void delay_ms(u16 nms)
{                 u32 temp;        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;               //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)SysTick->VAL =0x00;                           //清空计数器SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //开始倒数  do{temp=SysTick->CTRL;}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));       //等待时间到达   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器SysTick->VAL =0X00;                          //清空计数器
}

exti.h

#ifndef __EXTI_H
#define __EXTI_H
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
void EXTIX_Init(void);
#endif

exti.c

#include "exti.h"
void EXTIX_Init(void)
{EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);KEY_Init();//GPIOB.1中断线初始化配置GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line1;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x02;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x00;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}void EXTI1_IRQHandler(void)
{delay_ms(10);//消除抖动if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}else{GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}

key.h

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
#include "stm32f10x.h"
void KEY_Init(void);
u8 KEY_Scan(void);
#endif

key.c

#include "key.h"
void KEY_Init(void)
{/* 定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体 */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/* 设置时钟 */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);/* 将B1端口GPIO_Mode和GPIO_Speed设置为下拉输入模式 */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H
#include "stm32f10x.h"
#include "key.h"
void LED_Init(void);
#endif

led.c

#include "led.h"
void LED_Init(void)
{/* 定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体 */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;/* 设置时钟 */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);/* 将A1端口GPIO_Mode和GPIO_Speed设置为PP模式和50MHz */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==1){GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}else{GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"
#include "exti.h"
#include "key.h"
#include "led.h"
int main(void)
{   DELAY_Init();NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);EXTIX_Init();LED_Init();while(1){}
}

2.HAL函数方式

我们使用STM32CubeMX来生成代码，和上次的实验类似，需要GPIO口的设置类似。需要注意的是，需要设置PB1口位EXTI1。

GPIO口设置位上下沿触发中断

注意：NVIC中System tick timer需要设置优先级高于EXTI

EXTI中断可以比较随便的设置，这里设置为2和0

其他方面可以参考STM32CubeMX的安装与简单应用_江南烟脓雨的博客-CSDN博客

代码修改如下：

if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1)==1)
{HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
}
else
{HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);
}

这里我们希望刚通电时（初始状态）灯的亮灭和开关状态保持一致

接下来修改stm32f1xx_hal_gpio.c中的中断函数

HAL_Delay(10);
if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1)==1)
{HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
}
else
{HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);
}

添加中断函数内容，如下图所示

四、实验结果

五、总结

本次实验初步实现了中断函数，因为实验比较简单，所以没有设计复杂的函数。对于中断函数的学习可以参考stm32中文手册和库函数手册，或通过网络资源学习。

六、参考文献

【正点原子】STM32开发板实验教程（F103）_哔哩哔哩_bilibili

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