STM32F429时钟与中断

目录

一、启动文件简介

二、RCC—使用 HSE/HSI 配置时钟

1、RCC 主要作用—时钟部分

2、 RCC框图剖析—时钟树

3、配置系统时钟实验

三、STM32 中断应用概览

1、异常类型

2、NVIC 简介

（1）NVIC 寄存器简介​

（2）NVIC 中断配置固件库

3、优先级分组

4、中断编程

（1） 使能外设某个中断

（2） 初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体

（3） 编写中断服务函数

四、EXTI—外部中断/事件控制器

 1、EXTI 简介

2、EXTI 初始化结构体详解

五、SysTick—系统定时器

1、SysTick 简介

2、SysTick 寄存器介绍

3、SysTick 定时配置

（1）编程要点

（2）代码分析

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一、启动文件简介

具体详见：再造STM32---第十二部分：启动文件详解

启动文件由汇编编写，是系统上电复位后第一个执行的程序。主要做了以下工作：

1.  初始化堆栈指针 SP=_initial_sp
2.  初始化 PC 指针=Reset_Handler
3.  初始化中断向量表
4.  配置系统时钟
5.  调用 C 库函数_main 初始化用户堆栈，从而最终调用 main 函数去到 C 的世界
    

二、RCC—使用 HSE/HSI 配置时钟

具体详见：再造STM32---第十三部分：RCC—使用 HSE/HSI 配置时钟

1、RCC 主要作用—时钟部分

       设置系统时钟 SYSCLK、设置 AHB 分频因子（决定 HCLK 等于多少） 、 设置 APB2 分频因子（决定 PCLK2 等于多少）、设置 APB1 分频因子（决定 PCLK1 等于多少）、设置各个外设的分频因子；控制 AHB、 APB2 和 APB1 这三条总线时钟的开启、控制每个外设的时钟的开启。对于 SYSCLK、 HCLK、 PCLK2、 PCLK1 这四个时钟的配置一般是： HCLK =SYSCLK=PLLCLK = 180M， PCLK1=HCLK/2 = 90M， PCLK1=HCLK/4 = 45M。这个时钟配置也是库函数的标准配置，我们用的最多的就是这个。

2、 RCC框图剖析—时钟树

3、配置系统时钟实验

三、STM32 中断应用概览

1、异常类型

       F429 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 10 个，外部中断有 91 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 stm32f4xx.h 这个头文件查询到，在 IRQn_Type 这个结构体里面包含了 F4 系列全部的异常声明。

外部中断清单

2、NVIC 简介

       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-M4 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-M4 的 NVIC 的一个子集。

（1）NVIC 寄存器简介

       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。

（2）NVIC 中断配置固件库

       固件库文件 core_cm4.h 的最后，还提供了 NVIC 的一些函数，这些函数遵循 CMSI 规则，只要是 Cortex-M4 的处理器都可以使用，具体如下：

3、优先级分组

4、中断编程

（1） 使能外设某个中断

       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。

（2） 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_IROChannel：用来设置中断源，不同的中断中断源不一样，且不可写错，即使写错了程序不会报错，只会导致不想要中断。具体的成员配置可参考 stm32f4xx.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。
• NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表格 16 优先级分组真值表 。
• NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表格 16 优先级分组真值表 。
• 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_stm32f429_439xx.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，中断服务函数我们统一写在 stm32f4xx_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。

四、EXTI—外部中断/事件控制器

 1、EXTI 简介

       外部中断/事件控制器(EXTI)管理了控制器的 23 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。

2、EXTI 初始化结构体详解

1. EXTI_Mode： EXTI 模式选择，可选为产生中断(EXTI_Mode_Interrupt)或者产生事件(EXTI_Mode_Event)。
2. EXTI_Trigger： EXTI 边沿触发事件，可选上升沿触发(EXTI_Trigger_Rising)、下降 沿 触 发 ( EXTI_Trigger_Falling) 或 者 上 升 沿 和 下 降 沿 都 触 发( EXTI_Trigger_Rising_Falling)。
3. EXTI_LineCmd：控制是否使能 EXTI 线，可选使能 EXTI 线(ENABLE)或禁用(DISABLE)。
4. EXTI_Line： EXTI 中断/事件线选择，可选 EXTI0 至 EXTI22，可参考下表选择。

注意：

       SYSCFG_EXTILineConfig 函数用来指定中断/事件线的输入源，它实际是设定SYSCFG 外部中断配置寄存器的值，该函数接收两个参数，第一个参数指定 GPIO 端口源，第二个参数为选择对应 GPIO 引脚源编号。

  /* 使能 SYSCFG 时钟 ，使用GPIO外部中断时必须使能SYSCFG时钟*/
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

    /* 连接 EXTI 中断源 到key1引脚 */
  SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource0);

五、SysTick—系统定时器

1、SysTick 简介

       SysTick—系统定时器是属于 CM4 内核中的一个外设，内嵌在 NVIC 中。系统定时器是一个 24bit 的向下递减的计数器，计数器每计数一次的时间为 1/SYSCLK，一般我们设置系统时钟 SYSCLK 等于 180M。当重装载数值寄存器的值递减到 0 的时候，系统定时器就产生一次中断，以此循环往复。

2、SysTick 寄存器介绍

       SysTick—系统定时有 4 个寄存器，简要介绍如下。在使用 SysTick 产生定时的时候，只需要配置前三个寄存器，最后一个校准寄存器不需要使用。

3、SysTick 定时配置

（1）编程要点

• 设置重装载寄存器的值
• 清除当前数值寄存器的值
• 配置控制与状态寄存器
   

（2）代码分析

① SysTick 配置库函数

② SysTick 初始化函数

③ SysTick 中断时间的计算

       SysTick 定时器的计数器是向下递减计数的，计数一次的时间 TDEC=1/CLKAHB，当重装载寄存器中的值 VALUELOAD 减到 0 的时候，产生中断，可知中断一次的时间TINT=VALUELOAD * TDEC 中断= VALUELOAD/CLKAHB，其中 CLKAHB =180MHZ。如果设置为180，那中断一次的时间 TINT=180/180M=1us。不过 1us 的中断没啥意义，整个程序的重心都花在进出中断上了，根本没有时间处理其他的任务。
       SysTick_Config(SystemCoreClock / 100000))
       SysTick_Config（）的形我们配置为 SystemCoreClock / 100000=180M/100000=1800，从刚刚分析我们知道这个形参的值最终是写到重装载寄存器 LOAD 中的，从而可知我们现在把 SysTick 定时器中断一次的时间 TINT=1800/180M=10us。

* SystemFrequency / 1000    1ms 中断一次 
* SystemFrequency / 100000  10us 中断一次 
* SystemFrequency / 1000000 1us 中断一次 
 

④ SysTick 定时时间的计算
       当设置好中断时间 TINT 后，我们可以设置一个变量 t，用来记录进入中断的次数，那么变量 t 乘以中断的时间 TINT 就可以计算出需要定时的时间。
⑤ SysTick 定时函数

       现在我们定义一个微秒级别的延时函数，形参为 nTime，当用这个形参乘以中断时间TINT 就得出我们需要的延时时间，其中 TINT 我们已经设置好为 10us。关于这个函数的具体调用看注释即可。

       函数 Delay_us()中我们等待 TimingDelay 为 0，当 TimingDelay 为 0 的时候表示延时时间到。变量 TimingDelay 在中断函数中递减，即 SysTick 每进一次中断即 10us 的时间TimingDelay 递减一次。
⑥ SysTick 中断服务函数

      TimingDelay 的值等于延时函数中传进去的 nTime 的值，比如 nTime=100000，则延时的时间等于 100000*10us=1s。