stm32f4xx-外部中断

一、 中断的基本概念

中断的定义及中断工作方式

​ 由于内部或外部“偶然”事件的发生，导致CPU暂停当前的进程，转入预先安排好的事件服务程序（中断服务程序）中去，执行其代码并为其服务（事件处理）,待服务完成后，CPU再回到被打断的进程中继续工作的过程。

1.事件的“偶然”性和“必然”性

​ 例如：计算机键盘，鼠标的设置就为计算机系统增加了两个必然的“偶然”事件发生的机会

通俗一点来讲，中断，意味着中途打断现在在干的事情，要立即处理紧急的事件

现实的例子：手机玩游戏的时候，突然来电话。在编程当中还常遇到实时接收数据的请求，都使用中断服务函数，串口接收数据就是用到中断去接收的

2、中断源（又称之为中断控制器）

​ （1）中断源：介于事件与CPU之间的电路模块

​ （2）中断请求信号：当事件引起的，由中断源产生的，能被单片机识别的信号

3、中断类型

​ 中断产生来源于事件 ，因此根据事件来源地，将中断分为外部中断和内部中断两种类型

​ 外部中断是指由单片机外部事件引起的中断

​ 内部中断是指由单片机芯片内部事件引发的中断

4、中断优先级

​ 事件具有不同的轻重、缓急 程度，系统工作时，我们总希望最紧急的事件优先被处理，以保证系统的实时性，这就引出了中断的优先级、中断嵌套问题

二、 STM32的外部中断

1、中断引脚

​ 多达 140 个 GPIO（STM32F405xx/07xx 和 STM32F415xx/17xx）通过以下方式连接到 16 个外部中断/事件线

例如：PA0占用EXTI0，其他的PB0~PI0是不能使用的

引脚编号决定了对应那个外部中断

三、代码思路

1、8051单片机

外部中断的触发方式：低电平触发、下降沿触发 IT0 = 1

允许外部中断引脚申请中断请求EX0 = 1

优先级的配置

中断服务函数 interrupt 0

注：

​ 51里面的中断服务函数，不能被调用，但是函数的名字是可以任意写的，只需要在函数的后面加上interrupt n 指定这是那一个中断的服务函数即可

2、STM32

端口A硬件时钟使能

SYSCFG硬件时钟使能

配置引脚的工作模式

将引脚连接到外部中断

中断的触发方式：电平触发，边沿触发

允许外部中断引脚申请中断请求

优先级的配置

中断服务函数

注意：

​ 中断服务函数是不能被调用，编写格式不能随意编写，这是它特有的存在形式。不同的硬件平台，其编写方法是不一样的

四、库函数接口

1、为引脚选择使用那个中断

2、配置外部中断

3、中断优先级的配置

4、获取外部中断状态

5、清空外部中断标志位

注意：清空标志位在中断服务函数里面，一定要加上，如果不加，中断标志位一直有，然后这个中断就会一直产生，中断里面的代码就会重复的一直执行

五、中断优先级

​ 中断优先级的一个意义：出现多个中断同时触发，但是不能同时处理，所以先后顺序之分，要根据实际上的运行环境优先处理重要的中断

1、概述

​ STM32对中断优先级进行分组，共5组，0~4，这些分组用于指定当前M4支持多少个抢占优先级和响应优先级，同时，对每一个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级，函数原型如下：

NVIC_PriorityGroup_0: 0 bits for pre-emption priority //不支持抢占优先级

​ 4 bits for subpriority //支持16个响应优先级

NVIC_PriorityGroup_1: 1 bits for pre-emption priority //支持2个抢占优先级

3 bits for subpriority //支持8个响应优先级

NVIC_PriorityGroup_2: 2 bits for pre-emption priority //支持4个抢占优先级

2 bits for subpriority //支持4个响应优先级

NVIC_PriorityGroup_3: 3 bits for pre-emption priority //支持8个抢占优先级

1 bits for subpriority //支持2个响应优先级

NVIC_PriorityGroup_4: 4 bits for pre-emption priority //支持16个抢占优先级

0 bits for subpriority //不支持响应优先级

对这个分组只需要开机初始化一次就可以了

2、抢占优先级和响应优先级的区别

1）高抢占优先级是可以打断正在执行的低抢占优先级的中断，若抢占优先级相同，则不会出现抢占的过程

例如：中断0，抢占2，响应3

​ 中断1，抢占3，响应3

​ 中断0的抢占优先级2比中断1的抢占优先级3要高，可以打断正在执行的低抢占优先级的中断

2）抢占优先级相同，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断

例如：中断0，抢占2，响应2

​ 中断1，抢占2，响应3

​ 中断0的响应优先级2比中断1的响应优先级3要高，不可以打断正在执行的低响应优先级的中断

3）抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，那个响应优先级高，那个先执行

例如：中断0，抢占2，响应2

​ 中断1，抢占2，响应3

中断0的抢占优先级2和中断1的抢占优先级相同，那么同时执行两个中断，谁的响应优先级高，谁就先执行

4）抢占优先级和响应优先级都相同的中断，假如同时发生，会按照硬件内部的优先级执行

例如：中断0，抢占2，响应2，硬件优先级13

​ 中断1，抢占2，响应2，硬件优先级14

​ 抢占优先级和响应优先级都相同的中断，假如同时发生，硬件优先级高的中断就先执行

5）无论抢占优先级，还是响应优先级，还是硬件内部的优先级，优先级数值越小，就代表优先级越高

应用场景：

比如：

1、手机正在看视频，关机键，音量键，静音键

​ 2、触摸屏的坐标检测

​ 3、数据的接收（串口）

3、中断优先级设置步骤

①系统运行后先设置中断优先级分组。调用函数：

void NVIC_PriorityGroupConfig*(uint32_t* NVIC_PriorityGroup*);*

整个系统执行过程中，只设置一次中断分组。

②针对每个中断，设置对应的抢占优先级和响应优先级：

void NVIC_Init*(NVIC_InitTypeDef** NVIC_InitStruct*);*

③ 如果需要挂起/解挂，查看中断当前激活状态，分别调用相关函数即可。

六、test

eg:利用tim1定时器使led每0.5s闪烁

tim1中断请求函数声明

tim1时钟：

定时器请求通道

test

#include "stm32f4xx.h"
//key gpio a 0 e 2  3  4
//led gpio f 9 10  e 13  14
//beep gpio f 8
//位带操作
//寄存器位带别名 = 0x42000000 + (寄存器的地址-0x40000000)*32 + 引脚编号*4
#define PAin(n)  *(volatile uint32_t *)(0x42000000+(((uint32_t)&GPIOA->IDR - 0x40000000)<<5) + (n<<2))
#define PEin(n)  *(volatile uint32_t *)(0x42000000+(((uint32_t)&GPIOE->IDR - 0x40000000)<<5) + (n<<2))
#define PFout(n) *(volatile uint32_t *)(0x42000000+(((uint32_t)&GPIOF->ODR - 0x40000000)<<5) + (n<<2))
#define PFin(n)  *(volatile uint32_t *)(0x42000000+(((uint32_t)&GPIOF->IDR - 0x40000000)<<5) + (n<<2))
#define PEout(n) *(volatile uint32_t *)(0x42000000+((uint32_t)&GPIOE->ODR - 0x40000000)*32+n*4)
#define LED0 PFout(9)
#define LED1 PFout(10)
#define LED2 PEout(13)
#define LED3 PEout(14)

//定义需要配置的硬件结构体
static GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
static TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
static NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
//初始化LED
void init_led_beep()
{
	//1、使能AHB1硬件时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF | RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);
	//2、硬件配置
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;		//端口模式配置为输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;		//输出配置为推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_8;			//配置引脚编号为9号引脚
	GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;		//上拉
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//快速50Mhz输出速度
	GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;	
	GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
	//3、使能硬件工作
	//GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10);//设置GPIOF9引脚为高电平，灯灭
	PFout(8) = 0;
	PFout(9) = 1;
	PFout(10) = 1;
	PEout(13) = 1;
	PEout(14) = 1;
}
void TIm1_init(void)
{
	//使能TIM1的硬件时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE);
	//TIM1的硬件配置
	//配置定时器1分频值、计数值等等
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (10000/2)-1;	//计数值 168000000/16800 = 10000hz/2，决定定时时间1/2秒
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 16800-1;	//预分频值 16800-1 + 1 = 16800
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;		//向上计数的方法	
//	TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;	//在F407是不支持
	
	TIM_TimeBaseInit(TIM1, &TIM_TimeBaseStructure);
	TIM_ClearFlag(TIM1,TIM_FLAG_Update);   //必须先清除配置时候产生的更新标志
	//配置定时器1中断的触发方式：时间更新
	TIM_ITConfig(TIM1, TIM_IT_Update, ENABLE);
	
	//开启TIM1的NVIC中断
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = TIM1_UP_TIM10_IRQn  ;		//定时器1的请求通道
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;			//响应优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//使能该通道中断，失能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	//使能定时器3工作
	TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
}

void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void)
{
	//判断TIM3是否有中断请求
	if(TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_Update) == SET)
	{
		LED1 ^= 1;
		
		//清空标志位，告诉CPU，已经完成当前中断处理，可以响应新的中断请求
		TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_Update);			
	}
}

int main(void)
{	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);//使能SYSCFG时钟

	init_led_beep();
	TIm1_init();
    while(1)
    {}
	return 0;
}