基于HAL库的STM32外部中断模式

基于HAL库的STM32外部中断模式

板子：STM32F103C8

编译工具：Keil&STM32CubeMX

烧录工具：FlyMcu
串口调试工具：XCOM

〇、什么是中断

指处理机处理程序运行中出现的紧急事件的整个过程.程序运行过程中，系统外部、系统内部或者现行程序本身若出现紧急事件，处理机立即中止现行程序的运行，自动转入相应的处理程序(中断服务程序)，待处理完后，再返回原来的程序运行，这整个过程称为程序中断;当处理机接受中断时，只需暂停一个或几个周期而不执行处理程序的中断，称为简单中断.
中断又可分为屏蔽中断和非屏蔽中断两类.可由程序控制其屏蔽的中断称为屏蔽中断或可屏蔽中断.屏蔽时，处理机将不接受中断.反之，不能由程序控制其屏蔽，处理机一定要立即处理的中断称为非屏蔽中断或不可屏蔽中断.非屏蔽中断主要用于断电、电源故障等必须立即处理的情况.处理机响应中断时，不需执行查询程序.由被响应中断源向CPU发向量地址的中断称为向量中断，反之为非向量中断.向量中断可以提高中断响应速度。

1. 数据输出方式

处理器和外部设备的数据传输方式：
① 无条件传输：处理器不必了解外部设备状态，直接进行数据传输，用于指示灯和按键等简单设备

② 查询方式：传输前，一方先查询另一方的状态，若已经准备好就传输，否则就继续查询

③ 中断方式：一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传输，收发双方可以并行工作

④ 直接存储器访问：处理器内部建立片内外设和内存之间的数据传输通道，传输过程不需要处理器参与

2. 中断过程

中断发生：当CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B，请求CPU迅速去处理
↓↓↓↓↓↓↓↓
中断处理：CPU暂停当前的工作，转去处理事件B
↓↓↓↓↓↓↓↓
中断返回：当CPU将事件B处理完毕后，再回到事件A中被暂停的地方继续处理事件A

3. 中断程序执行过程

4. 作用

• 可以解决快速的CPU与慢速的外部设备之间的传送数据的矛盾。
• CPU可以分时为多个外部设备服务，提高计算机的利用率。
• CPU能够及时处理应用系统的随机事件，增强系统的实用性。
• CPU可以处理设备故障及掉电等突发事件，提高系统可靠性。

5. 中断优先级

处理器根据不同中 断的重要程序设置 不同的优先等级。 不同优先级中断的 处理原则是：高级 中断可以打断低级 中断；低级中断不 能打断高级中断。

6. 中断向量

中断服务程序：在响应一个特定中断的时候，处理器会执行一个函数，该函数一般称为中断处理程序或者中断服务程序

中断向量和中断向量表：

• 中断向量：中断服务程序在内存中的入口地址称为中断向量。
• 中断向量表：把系统中所有的中断向量集中起来放到存储器的某一区
  域内，这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表

------中断控制LED灯亮灭------

一、STMCubeMX配置项目

1. 引脚配置

• A6输出控制LED灯的亮灭，所以为GPIO_Output
• A4持续输出高电平，同上
• B0持续输出低电平，同上
• B5模拟按钮，设置为GPIO_Exit5

2. GPIO与NVIC设置

• B5引脚的GPIO mode设置为Rising/Falling
  

• A4设置为高电平输出，A6，B0不管，因为CubeMX默认设置是低电平
  

• 设置用户标签，方便写代码。这一步看自己，我不推荐，因为不是每一个人的CubeMX都可以成功生成对应代码
  

笔者在这里使用了用户标签来写函数但报错了，原因是未声明，但是按理来说CubeMX应该在生成代码时用#define声明了这几个标签，可是没有，所以我也不建议非要用用户标签来写代码。

• NVIC中勾选EXTI line[9:5] interrupts

3. 生成项目

因为本次使用到的是Keil，所以我们在IDE这一栏要选择MDK-ARM，Version选择V5及以上。其他的不再多说

这里记得勾选，用于创造一些必要的头文件

二、Keil配置代码

生成Keil代码后点击Open project来到keil界面：

• 点击stm32f1xx_hal_gpio.c文件可以找到中断服务函数
  
  右键点击stm32f1xx_hal_gpio.c，选择F12，进入该函数声明部分，往下划，找到HAL_GPIO_EXTI_Callback
  
  这个函数是回调函数，前面__weak表示此函数为虚函数，需要用户重写。

• 在里面重写下列代码

    void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){
     
      if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_5){
     
        //获取B5的电位
        GPIO_PinState pinState = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5);

        //低电位
        if(pinState==GPIO_PIN_RESET)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_RESET);//把A6变为低电位
        //高电位
        else
            HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_6,GPIO_PIN_SET);//把A6变为高电位
        }
    }

• 编译生成.hex文件，烧录

在此之前记得配置一下魔法棒！

三、实际效果

--------中断串口通信--------

四、STMCubeMX配置项目

1. 设置引脚

根据F103C8原理图，得知PA9，PA10分别负责串口1的发送和接收

所以将PA9，PA10引脚的TXD，RXD激活

2. 使能USERT1中断

3. 生成项目

步骤和配置LED一致，不再叙述。

五、Keil配置代码

• 在main.c中添加以下声明

uint8_t aRxBuffer;			//接收中断缓冲
uint8_t Uart1_RxBuff[256];		//接收缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;		//接收缓冲计数
uint8_t	cAlmStr[] = "数据溢出(大于256)\r\n";

• 在int main(void){}之后找到如下位置修改代码
  

/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
  * @brief  Rx Transfer completed callbacks.
  * @param  huart pointer to a UART_HandleTypeDef structure that contains
  *                the configuration information for the specified UART module.
  * @retval None
  */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
     
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(huart);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
   */
 
	if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
	{
     
		Uart1_Rx_Cnt = 0;
		for(int i=0;i<255;i++)
		{
     
			Uart1_RxBuff[i]=0;
		}
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&cAlmStr, sizeof(cAlmStr),0xFFFF);	
	}
	else
	{
     
		Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;   //接收数据转存
	
		if((Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
		{
     
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Uart1_RxBuff, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
			Uart1_Rx_Cnt = 0;
			for(int i=0;i<255;i++)
		    {
     
			    Uart1_RxBuff[i]=0;
		    } //清空数组
		}
	}
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
}
/* USER CODE END 4 */

• 编译烧录

六、实际效果

七、总结

通过中断操作可以更加灵活地使用程序，如果有必要还能够设置优先级使程序能够优先处理紧急任务。

八、参考文章

https://blog.csdn.net/ChenJ_1012/article/details/120962950

https://blog.csdn.net/qq_45659777/article/details/121110712