STM32外部中断
实践内容：以STM32F407开发板为例，将摁下按键Key_0和Key_1作为中断源来控制LED灯的亮与灭。
KEY原理图
由原理图可知：控制按键Key_0和Key_1的GPIO端口是GPIOE，引脚是PE4和PE3。
LED原理图见文章：http://t.csdnimg.cn/owJuB
中断的概念
在主程序的运行过程中，当有特定的事件发⽣时，CPU暂停正在执行的程序，保留现场后⾃动地
转去执行该事件，执行完成后⼜返回原来被暂停的位置继续运行。
事件的发出者--------中断源
此次事件本身-------中断
中断优先级
当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进⾏裁决，优先响应更加紧
急的中断源。由此也就出现了中断的嵌套。
中断的嵌套
当⼀个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断
程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回 。如图：
内部中断与外部中断
内部中断：由处理器或者程序内部产生的中断。这些中断通常是由于执行指令时产生的错误、特殊条件或程序中的其他异常引起的。
例子：除零错误、溢出错误等。
外部中断：由外部设备或硬件产生的中断。这些中断是来自处理器之外的信号，通常来自设备（如键盘、鼠标、定时器、IO 端口等）。我们平常说的中断是指外部中断。
例子：按下键盘的某个键、鼠标移动、定时器到时等。
中断响应与事件响应
中断响应：某个事件发⽣时，触发了中断，打断了正在执行的CPU，让CPU转而处理此事件。
事件响应：某个事件发生时，触发了特定的信号，此信号不经过CPU，而是触发了其他外设模块。
核心区分：有无经过CPU
中断的作用和意义
实时响应外部事件
作用：中断机制允许计算机实时响应外部设备的事件，如键盘输入、鼠标移动、定时器到时等。
意义：这确保了计算机可以与外部环境进行交互，使用户能够在需要时与计算机进行实时通信。
提高系统效率
作用：通过允许处理器在必要时暂停当前执行的任务，转而执行中断服务程序，中断提高了系统的效率。
意义：在等待某些事件发生时，处理器可以执行其他任务，从而充分利用计算资源，提高系统整体的效率。
处理异常和错误
作用：中断用于处理各种异常和错误，例如除零错误、溢出错误等。
意义：通过中断机制，计算机可以在出现错误或异常时进行适当的处理，防止系统崩溃或出现不可预测的行为。
NVIC---STM32中断管理控制器
概念
STM32F407具有82个可屏蔽中断通道（就是中断源），10个系统中断。这些中断统一由NVIIC来管理，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组。如图：
NVIC寄存器
typedef struct
{
__IOM uint32_t ISER[8U]; /*!< Offset: 0x000 (R/W) Interrupt Set Enable Register */
uint32_t RESERVED0[24U];
__IOM uint32_t ICER[8U]; /*!< Offset: 0x080 (R/W) Interrupt Clear Enable Register */
uint32_t RESERVED1[24U];
__IOM uint32_t ISPR[8U]; /*!< Offset: 0x100 (R/W) Interrupt Set Pending Register */
uint32_t RESERVED2[24U];
__IOM uint32_t ICPR[8U]; /*!< Offset: 0x180 (R/W) Interrupt Clear Pending Register */
uint32_t RESERVED3[24U];
__IOM uint32_t IABR[8U]; /*!< Offset: 0x200 (R/W) Interrupt Active bit Register */
uint32_t RESERVED4[56U];
__IOM uint8_t IP[240U]; /*!< Offset: 0x300 (R/W) Interrupt Priority Register (8Bit wide) */
uint32_t RESERVED5[644U];
__OM uint32_t STIR; /*!< Offset: 0xE00 ( /W) Software Trigger Interrupt Register */
} NVIC_Type;ISER[8]（Interrupt Set Enable Register）：中断使能寄存器，每个位对应一个中断号，该位设置为 1 表示允许相应的中断。
ICER[8]（Interrupt Clear Enable Registers）：中断除能寄存器，每个位对应一个中断号，该位设置为 1 表示禁用相应的中断。
ISPR[8]（Interrupt Set Pending Registers）：中断使能挂起控制寄存器，通过置 1，可以将
正在进行的中断挂起，而执行同级或更高级别的中断。写 0 是无效的。
ICPR[8]（Interrupt Clear Pending Registers）：中断解除挂起控制寄存器，该位设置为 1 表示清除相应中断的挂起状态。
IABR[8]（Interrupt Active Bit Registers）：是⼀个中断激活标志位寄存器组。对应位所代表
的中断和 ISER ⼀样，如果为 1，则表示该位所对应的中断正在被执行。这是⼀个只读寄存器，通
过它可以知道当前在执行的中断是哪⼀个。在中断执行完了由硬件自动清零。
IP [240]（Interrupt Priority Registers）：中断优先级控制寄存器组。由240个8bit的寄存器
组成，每个可屏蔽中断占⽤8bit。但我们只⽤IP[81] - IP[0]这82个。并且，每个中断通道占用的8bit并没有全部使用，而是只用了高4位（2^4=16，这也是有16个优先级的原因）。
NVIC优先级分组
由于每个中断通道占用的8bit并没有全部使用，而是只用了高4位，我们对这4位又进行了划分，分为⾼n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级。
| 组别 | 抢占优先级 | 响应优先级 |
| 分组0 | 0位，取值为0 | 4位，取值为0~15 |
| 分组1 | 1位，取值为0~1 | 3位，取值为0~7 |
| 分组2 | 2位，取值为0~3 | 2位，取值为0~3 |
| 分组3 | 3位，取值为0~7 | 1位，取值为0~1 |
| 分组4 | 4位，取值为0~15 | 0位，取值为0 |
抢占优先级：高抢占优先级可以打断正在执行的低抢占优先级。
响应优先级：当抢占优先级相同时，响应优先级高(数值小)先执行，但是不能互相打断。
抢占优先级和响应优先级相同的，按中断号（中断向量表）先后执行。
NVIC的配置
NVIC_IRQChannel：中断源/中断通道。
NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级。
NVIC_IRQChannelSubPriority：响应优先级。
NVIC_IRQChannelCmd：使能中断，由于NVIC属于内核中的器件，默认时钟也是开启的，所以大部分情况下不需要单独设置使能中断。
EXTI--- 外部中断控制器
概念
EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序。如图：
支持的触发方式：支持上升沿、下降沿、双边沿、软件触发。
支持的响应方式：事件响应 中断响应。
工作原理
EXTI外设和NVIC之间的关系
SYSCFG
主要用于管理对可执行代码的存储区域的地址重映射、选择以太网 PHY 接口以及管理 GPIO 的外部中断线连接。STM32 系列的SYSCFG寄存器通常包含EXTICR寄存器用于配置外部中断线的引脚映射，可以通过引脚的高低电平变换来确定中断的来源。
我们将EXTI0 -EXTI15称为中断标志。
EXTI的配置
EXTI_Line：中断通道，根据中断源的引脚选择（EXTI_Line0~EXTI_Line15)。
EXTI_Mode：响应模式。
typedef enum
{
/*中断*/
EXTI_Mode_Interrupt = 0x00,
/*事件*/
EXTI_Mode_Event = 0x04
}EXTIMode_TypeDef;
EXTI_Trigger:触发方式。
typedef enum
{
/*上升沿*/
EXTI_Trigger_Rising = 0x08,
/*下降沿*/
EXTI_Trigger_Falling = 0x0C,
/*双边沿*/
EXTI_Trigger_Rising_Falling = 0x10
}EXTITrigger_TypeDef;EXTI_LineCmd:中断使能，EXTI外设的时钟默认是开启的，所以大部分情况下不需要单独设置使能中断。
实践
#include "stm32f4xx.h" // Device header
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3)==SET)
{
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);
/*这个是清除中断标志位的函数，否则CPU将陷在中断函数中出不来*/
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
}
}
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)==SET)
{
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);
GPIO_ResetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);
}
}
int main()
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//点灯使能
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE);//按键使能
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG,ENABLE);
//初始化LED灯
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitTypeDefStruct;//点灯结构体
GPIO_InitTypeDefStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitTypeDefStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitTypeDefStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
GPIO_InitTypeDefStruct.GPIO_Speed = GPIO_Fast_Speed;
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);//灭
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitTypeDefStruct);
//初始化按键
GPIO_InitTypeDef GPIO_Struct2;//按键结构体1
GPIO_Struct2.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_Struct2.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_3;//按键
GPIO_Struct2.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_Struct2.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_Struct2);
//配置SYSCFG
SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOE,EXTI_PinSource3);
SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOE,EXTI_PinSource4);
//配置EXTI
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure1;//EXTI1 结构体
EXTI_InitStructure1.EXTI_Line=EXTI_Line3;
EXTI_InitStructure1.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure1.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure1.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure1);
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure2;//EXTI2 结构体
EXTI_InitStructure2.EXTI_Line=EXTI_Line4;
EXTI_InitStructure2.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure2.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure2.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure2);
//配置NVIC
NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure1;//NVIC1 结构体
NVIC_InitStructure1.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQn;
NVIC_InitStructure1.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;
NVIC_InitStructure1.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure1);
NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure2;//NVIC2 结构体
NVIC_InitStructure2.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn;
NVIC_InitStructure2.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;
NVIC_InitStructure2.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure2);
while(1)
{
EXTI3_IRQHandler();
EXTI4_IRQHandler();
}
}
运行结果：按下key0，LED灯亮，按下key1，LED灯灭。