stm32 中断（f4）

前言

中断是什么？什么是中断？

在学习 51 单片机时，我们就接触过中断，中断其实就是当 CPU 执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起 CPU 暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程就称为中断，引发中断地称为中断源。比如：看电视时突然电话响了，那么电话响就相当于中断源。有些中断还能够被其他高优先级的中断所中断，那么这种情况又叫做中断的嵌套。

正文

那么我们在学习中断的时候，就会必不可少的会涉及到----嵌套向量中断控制器 (NVIC）和外部中断/事件控制器 (EXTI)

NVIC
NVIC：嵌套向量中断控制器，属于内核外设，管理着包括内核和片上所有外设的中断相关的功能。嵌套向量中断控制器 。
stm32F4数据手册上知道
NVIC 包含以下特性：
● STM32F405xx/07xx 和 STM32F415xx/17xx 具有 82 个可屏蔽中断通道，STM32F42xxx 和 STM32F43xxx 具有多达 86 个可屏蔽中断通道（不包括 Cortex™-M4F 的 16 根中 断线）
● 16 个可编程优先级（使用了 4 位中断优先级）
● 低延迟异常和中断处理
● 电源管理控制
● 系统控制寄存器的实现
嵌套向量中断控制器 (NVIC) 和处理器内核接口紧密配合，可以实现低延迟的中断处理和晚 到中断的高效处理。
包括内核异常在内的所有中断均通过 NVIC 进行管理。
在stm32f4xx.cortex-M4手册上有对NVIC寄存器的介绍和讲解
在NVIC当中里面重要的两个库文件core_cm4.h和misc.c文件
在cm4中可以找到关于NVIC相关寄存器即：

在这些寄存器当中最主要的还是优先级的寄存器。
中断优先级寄存器 NVIC_IPRx（在 F407 中，x=0…981）用来配置外部中断的优先级，IPR 宽度为 8bit，原则上每个外部中断可配置的优先级为0~255，数值越小，优先级越高。但是绝大多数 CM4 芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数减少，在F407 中，只使用了高 4bit。用于表达优先级的这 4bit，又被分组成抢占优先级和子优先级。如果有多个中断同时响应，抢占
优先级高的就会抢占抢占优先级低的优先得到执行，如果抢占优先级相同，就比较子优先级。如果抢占优先级和子优先级都相同的话，就比较他们的硬件中断编号，编号越小，优先级越高。

void NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);  //优先级分组为NVIC_PriorityGroup_1

配置：
在我们要配置NVIC的话，最主要的还是void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)这个函数，这个函数里面初始化结构体：

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，只会导致不会中断。
NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定。
NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定。
NVIC_IRQChannelCmd：中断使能（ENABLE）或者失能（DISABLE）。
如下所示：

EXTI
EXTI: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。EXTI 有 23 个中断/事件线，每个GPIO 都可以被设置为输入线，占用 EXTI0 至 EXTI15，还有另外七根用于特定的外设事件。

功能框图：

EXTI 可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件，这两个功能从硬件上就有所不同。首先我们来看图 EXTI 功能框图 中红色虚线指示的电路流程。它是一个产生中断的线路，最终信号流入到 NVIC 控制器内。

编号 1 是输入线，EXTI 控制器有 23 个中断/事件输入线，这些输入线可以通过寄存器设置为任意一个 GPIO，也可以是一些外设的事件，这部分内容我们将在后面专门讲解。输入线一般是存在电平变化的信号。

编号 2 是一个边沿检测电路，它会根据上升沿触发选择寄存器 (EXTI_RTSR) 和下降沿触发选择寄存器 (EXTI_FTSR) 对应位的设置来控制信号触发。边沿检测电路以输入线作为信号输入端，如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1 给编号 3 电路，否则输出无效信号 0。而 EXTI_RTSR 和EXTI_FTSR 两个寄存器可以控制器需要检测哪些类型的电平跳变过程，可以是只有上升沿触发、只有下降沿触发或者上升沿和下降沿都触发。

编号 3 电路实际就是一个或门电路，它一个输入来自编号 2 电路，另外一输入来自软件中断事件寄存器 (EXTI_SWIER)。EXTI_SWIER 允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线，这在某些地方非常有用。我们知道或门的作用就是有”就为 1，所以这两个输入随便一个有有效信号 1 就可以输出 1 给编号 4 和编号 6 电路。

编号 4 电路是一个与门电路，它一个输入编号 3 电路，另外一个输入来自中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。与门电路要求输入都为 1 才输出 1，导致的结果如果 EXTI_IMR 设置为 0 时，那不管编号 3 电路的输出信号是 1 还是 0，最终编号 4 电路输出的信号都为 0；如果 EXTI_IMR设置为 1 时，最终编号 4 电路输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_IMR 来实现是否产生中断的目的。编号 4 电路输出的信号会被保存到挂起寄存器(EXTI_PR) 内，如果确定编号 4 电路输出为 1 就会把 EXTI_PR 对应位置 1。

编号 5 是将 EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内，从而实现系统中断事件控制。接下来我们来看看绿色虚线指示的电路流程。它是一个产生事件的线路，最终输出一个脉冲信号。产生事件线路是在编号 3 电路之后与中断线路有所不同，之前电路都是共用的。

编号 6 电路是一个与门，它一个输入编号 3 电路，另外一个输入来自事件屏蔽寄存器 (EXTI_EMR)。如果EXTI_EMR 设置为 0 时，那不管编号 3 电路的输出信号是 1 还是 0，最终编号 6 电路出的信号都为 0；如果 EXTI_EMR 设置为 1 时，最终编号 6 电路输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_EMR 来实现是否产生事件的目的。

编号 7 是一个脉冲发生器电路，当它的输入端，即编号 6 电路的输出端，是一个有效信号 1 时就会产生一个脉冲；如果输入端是无效信号就不会输出脉冲。

编号 8 是一个脉冲信号，就是产生事件的线路最终的产物，这个脉冲信号可以给其他外设电路使用，比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC 等等。
产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功能，这样是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号传输，属于硬件级的。

注意：EXTI 是在 APB2 总线上的。

配置：配置的主要函数void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)；函数结构体：

EXTI_Line：EXTI 中断/事件线选择，可选 EXTI0 至 EXTI22。
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)。
EXTI_Trigger：EXTI 边沿触发事件，可选上升沿触(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)。
)EXTI_LineCmd：控制是否使能 EXTI 线，可选使能 EXTI 线 (ENABLE) 或禁用 (DISABLE)。

如下：