STM32F103（四）——中断系统与外部中断实例
中断系统与外部中断实例
- 一. 中断系统
-
- 1.1 抢占优先级和响应优先级的意义和区别
- 1.2 中断管理方法
- 1.3 中断优先级分组函数
- 1.4 设置每个中断的抢占，响应优先级（相关寄存器）
- 1.5 设置每个中断的抢占，响应优先级（具体的中断初始化函数）
- 1.6 总结（中断优先级的设置步骤）
- 二. 外部中断实例
-
- 2.1 外部中断概述
- 2.2 **外部中断配置的步骤**
参考资料：
《开发指南》P120，STM32 NVIC中断优先级管理
《参考手册》P130，中断和事件
《开发指南》P189，外部中断实验
一. 中断系统
STM32F103上有16个内核中断和60可外部中断，具有16级可编程的中断优先级（中断优先级由“抢占优先级”和“响应优先级”来控制）
1.1 抢占优先级和响应优先级的意义和区别
STM32F103的每一个中断都会被设置一个抢占优先级和一个响应优先级。
-
高优先级的抢占优先级可以打断正在进行的低抢占优先级中断
例如：设A的抢占优先级是0，B的抢占优先级是1（数字越小，抢占优先级越高）。此时如果B正在执行中断内容，某时刻A突然发生中断，那么系统会先暂停B的中断内容，从而先执行A的中断内容，A的中断内容执行完后，再回到B的中断中。 -
抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行。
例如：设A,B的抢占优先级都是0，A的响应优先级为0，B的响应优先级为1。那么如果此时A,B中断同时发生，那么系统会先进入响应优先级高的中断，也就是说会先进入A的中断，后进入B的中断。 -
抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级d的中断。
例如：A,B的抢占优先级一样，而A的响应优先级是0，B的响应优先级是1。当B正在执行中断的时候，某时刻A的中断发生，此时系统会继续执行B的中断，不会进入A的中断。 -
如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都一样，则看哪个中断先发生就先执行。
1.2 中断管理方法
首先，对STM32F103中断分成0~4组。同时对每个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级。
如图：
分为0组时，没有抢占优先级，有4级的响应优先级
分为1组时，有1级的抢占优先级，有3级的响应优先级
分为2组时，有2级的抢占优先级，有2级的响应优先级
分为3组时，有3级的抢占优先级，有1级的响应优先级
分为4组是，有4级的抢占优先级，有0级的响应优先级
◉举例：设置中断优先级组为2（意味着有2级的抢占优先级，有2级的响应优先级）；设置中断3的抢占优先级为2，响应优先级为1；设置中断6的抢占优先级为3，响应优先级为0；设置中断7的抢占优先级为2，响应优先级为0
此时这3个中断的优先级顺序为：中断7>中断3>中断6
1.3 中断优先级分组函数
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
/* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to NVIC_PriorityGroup value */
SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}
函数参数是"分为几组"
参数的有效输入为：
NVIC_PriorityGroup_0 分为0组； NVIC_PriorityGroup_1分为1组；
NVIC_PriorityGroup_1分为2组； NVIC_PriorityGroup_3分为3组； NVIC_PriorityGroup_1分为4组
1.4 设置每个中断的抢占，响应优先级（相关寄存器）
STM32通过一系列的寄存器来配置每一个中断的抢占优先级和响应优先级，相关寄存器如下：
这些寄存器的作用如下：
- IP【240】寄存器
全称：Interrupt Priority Registers
作用：控制中断优先级
有240个8位寄存器，每个中断使用一个寄存器来确定优先级，STM32F103使用到IP【0】~IP【59】。
每个IP寄存器的高4位用来设置抢占和响应优先级，低4位没有用到 。
- ISER【8】寄存器
作用：用来使能中断
32位寄存器，每个位控制一个中断的使能。STM32F103有60个屏蔽中断，所以只使用了其中的ISER【0】和ISER【1】
ISER【0】的位0~位31分别对应中断0-31，ISER【1】的位0-27 对应中断32-59。
- ICER【8】寄存器
作用：用来失能中断
32位寄存器，每个位控制一个中断的失能。STM32F103有60个屏蔽中断，所以只使用了其中的ICER【0】和ICER【1】
ICER【0】的位0~位31分别对应中断0-31，ICER【1】的位0-27 对应中断32-59。
-
ISPR【8】寄存器
作用：用来挂起中断 -
ICPR【8】寄存器
作用： 用来解挂中断 -
IABR【8】寄存器
作用：通过它可以知道当前正在执行的中断是哪一个，如果对应位为1，说明该中断正在执行
1.5 设置每个中断的抢占，响应优先级（具体的中断初始化函数）
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)；
参数为一个结构体，该结构体的定义如下：
其中的设置响应优先级和设置抢占优先级就是IP【240】寄存器的作用；其中的使能/失能就是ISER【8】和ICER【8】的作用
在使用时应该先new一个这样的结构体，具体如下：
1.6 总结（中断优先级的设置步骤）
中断优先级的设置步骤：
- 设置优先级分组
- 针对每一个中断，设置对应的抢占优先级和响应优先级
- 如需挂起/解挂，查看中断当前的激活状态，可分别调用相应的函数
二. 外部中断实例
2.1 外部中断概述
-
STM32F103每一个IO口都可以作为外部中断输入
-
中断控制器支持19个外部中断/事件请求
线0~15：IO口的输入中断
线16：连接到PVD输出
线17：连接到RTC闹钟事件
线18：连接到USB唤醒事件 -
STM32F103有112个IO口，但只有16条中断线，它们之间的对应关系如下：
如图，GPIOx.0映射到EXTI0；GPIOx.1映射到EXTI1…GPIOx.15映射到EXTI15 -
中断线只有16个，每一条中断线在同一时间只能被一个IO口所映射。也就是说GPIOx.0中同时只能存在一个IO是输入中断。
-
对于每一个中断线，都可以 设置相应的触发方式（上升沿触发，下降沿触发，边沿触发）以及使能
-
关于中断服务函数
有16个中断线，但只有7个中断向量，也就是说只有7个中断服务函数
2.2 外部中断配置的步骤
以按键的外部中断为例.
- 使能IO口并将IO口配置为输入模式
跟“按键初始化函数类似”
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);//使能GPIOA和GPIOE的时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;//KEY0-KEY1
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //设置为上拉输入
GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE3，4
//初始化 按键 WK_UP
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; //设置为下拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA0
- 开启相应IO口的复用时钟
使用到的库函数为void RCC_APB2PeriphClockCmd(uint32_t RCC_APB2Periph, FunctionalState NewState)；
该实例中两个参数应为：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
- 设置IO口与中断线的映射关系
使用到的库函数为void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
第一个参数是“哪一个端口”（例如GPIOE）；第二个参数是端口号（例如GPIOE4）
该实例中两个参数为：
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE, GPIO_PinSource4)；在GPIO.c文件中
这样配置完成后，GPIOE4就已经映射到中断线4上了！！！！！！
- 初始化中断线，设置触发条件等
使用到的库函数为void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct); 在exti.c文件中
实例中：
EXTI_InitTypeDef EXIT_InitStrue;
EXIT_InitStrue.EXTI_Line=EXTI_Line4; 初始化的中断线
EXIT_InitStrue.EXTI_LineCmd=ENABLE; ENABLE or DISABLE
EXIT_InitStrue.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; 中断触发或者事件触发，该模式是中断触发
EXIT_InitStrue.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling; 触发中断的模式，该中断是下降沿触发
EXTI_Init(&EXIT_InitStrue);
这一步完成了中断线4的初始化！！！！！！
- 配置中断优先级分组，并且配置抢占优先级和响应优先级
中断优先级分组：
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); 设置中断分组2； 2位抢占，2位响应； 在misc.c文件中
中断线4抢占，响应优先级配置：
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStrue;
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn; 选择中断线4
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; 使能
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; 抢占优先级
NVIC_InitStrue.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; 响应优先级
NVIC_Init(&NVIC_InitStrue);
- 编写中断服务函数
中断函数格式如下：
该实例中是中断线4，故：
void EXTI4_IRQHandler(void) 在startup_stm32f10x.hd.s文件中
{
}
- 清除中断标志位
调用函数：void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line); 在exti.h文件中
在实例中：
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10);
if(KEY0==0){
LED0=!LED0;
LED1=!LED1;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4); 清除中断线4标志位
}
至此，以按键KEY_0为外部中断的相关配置就此完成。