嵌入式-stm32-江科大-EXTI外部中断
一：EXTI外部中断（external interrupt）
1.1 STM32 中断系统
中断是指在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续执行，当中断发生时是由硬件自动调用中断函数执行的，期间编译器会保护现场最后还原现场。使得中断系统极大程度地提高程序的效率，就像是给自己定闹钟，可以不用担心错过时间而可以安心睡觉,在这个过程中，有如下概念：
- 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。
- 中断嵌套：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，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。
stm32的F1系列总共有68个可屏蔽中断通道（中断源），包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设。所有的中断使用嵌套向量中断控制器NVIC统一管理中断，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，进一步设置抢占优先级和响应优先级。具体到某一个型号的芯片可能不会有这多中断，具体需要查看的芯片手册。下面是手册中的中断向量表节选：
- 地址（最后一列）：存储中断地址，这个地址列表也称为中断向量表。因为程序中的中断函数地址由编译器来分配，所以中断函数地址不固定。但由于硬件的限制，中断跳转只能跳转到固定的地址执行程序。所以为了让硬件能跳转到（一个地址不固定的）中断函数里，就需要在内存中定义一个固定的地址列表。当中断发生后，首先跳转到这个固定的地址列表，编译器会在这个固定的位置加上一条跳转到中断函数的代码，于是中断跳转就可以跳转到任意位置了。中断地址列表就是中断向量表，相当于是中断跳转的跳板。C语言编程无需关注中断向量表，汇编语言需要。
上图给出了嵌套向量中断控制器NVIC的基本结构示意图。在stm32中，NVIC用于统一管理中断和分配中断优先级，属于内核外设，是CPU的小助手，可以让CPU专注于运算。从上图可以看出：
- NVIC有很多输入口，每个都代表一个中断线路，如EXTI、TIM、ADC等。
- 每个中断线路上的斜杠n表示n条线，因为一个外设可能会同时占用多个中断通道。
- NVIC只有一个输出口，通过中断优先级确定中断执行的顺序。
NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位二进制（十进制0~15）决定，这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低（4-n）位的响应优先级。
抢占优先级高的可以中断嵌套，响应优先级高的可以优先排队，抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队。这个中断号就是指中断向量表的第二列“优先级”。
用医院的叫号系统来举例子。假设医生正在给某个病人看病，外面还有很多病人排队：
- 新来的病人 抢占优先级高就相当于直接进屋打断医生，给自己看病。
- 新来的病人 响应优先级高就相当于不打扰医生，但直接插队，排在队伍的第一个。
下表是NVIC优先级的分组方式
| 分组方式 | 抢占优先级 | 响应优先级 |
|---|---|---|
| 分组0（n = 0） | 0位，取值为0 | 4位，取值为0~15 |
| 分组1（n = 1） | 1位，取值为0~1 | 3位，取值为0~7 |
| 分组2（n = 2） | 2位，取值为0~3 | 2位，取值为0~3 |
| 分组3（n = 3） | 3位，取值0~ 7 | 1位，取值为0~ 1 |
| 分组4（n = 4） | 4位，取值为0~15 | 0位，取值为0 |
注：NVIC是内核外设，更多关于NVIC的介绍参考“STM32F10xxx Cortex-M3编程手册”。 NVIC
- 中断分组的配置寄存器，在SCB_AIRCR中，PRIGROUP这三位就是用于配置中断分组的。
1.2 STM32外部中断EXTI
下图是外部中断向量表片选
中断系统是管理和执行中断的逻辑结构，外部中断是众多能产生中断的外设之一，而EXTI就是其中之一（比如USART、I2C，参考上面的NVIC基本结构），上图给出了外部中断向量表。EXTI（external interrupt）外部中断可以监测指定的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，使得CPU执行EXTI对应的中断程序。
- 支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发（上升沿就是低电平到高电平触发）
- 支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断（比如gpioa_Pin1与gpiob_pin1不能同时触发中断）。
- 通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒，共20个。
注：后面这四个功能是为了实现一些特殊的功能，比如想实现某个时间让stm32退出停止模式，由于外部中断可以在低功耗模式的停止模式下唤醒stm32,就可以在GPIO口上连接一个RTC时钟作为外部中断。
- 触发响应方式：中断响应/事件响应。
- 注意：
中断响应就是正常的中断流程，申请中断让CPU执行中断函数；- 事件响应就是外部中断发生时，不把外部信号给CPU，而是选择触发一个事件，将这个信号通向其他外设，来触发其他外设的操作，可以实现外设之间的联合工作（中介分包）。
下图是EXTI的基本结构
Alternate Fuction I/O：数据选择器（交替作用）
记形状：梯形（多个输入一个输出）
- 最左侧：GPIO口的外设，每个外设都有16个引脚。
- AFIO中断引脚选择：本质上就是数据选择器，从前面16*n 个引脚中选择16根端口号不重复的引脚出来，连接到后面的EXTI通道中。在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择。下面是中断引脚选择的AFIO示意图：
- PVD、RTC、USB、ETH：四个特殊功能的外设。
- EXTI 边沿检测及控制：20个输入通道、两类输出。一类输出到NVIC中，并且将这20路输出的9、10 路外部中断合并在一起以节省通道；另一类输出到其他外设，直接就是20路输出。
注：上面这个EXTI的基本结构也是编写代码时的主要参考图！
下图是EXTI 框图（方向为从左到右）-stm32F10系列参考手册
上图给出了参考手册中的EXTI框图。基本逻辑与“EXTI的基本结构”中所述相同，另外还有一些细节：
- 边沿检测电路+软件中断事件寄存器：这个几个进行或门输出，便可以实现“上升沿/下降沿/双边沿/软件触发”这四种触发方式。
- 请求挂起寄存器：相当于一个中断标志位，通过读取该寄存器可以判断是哪个通道触发的中断。
- 中断屏蔽寄存器/事件屏蔽寄存器：相当于开关，只有置1，中断信号才能继续向左走。
- 脉冲发生器：产生一个电平脉冲，用于触发其他外设工作。
最后一个问题，到底什么样的设备需要用到外部中段呢？
答：对于stm32来说，若想获取一个由外部驱动的很快的突发信号，就需要外部中断。
如旋转编码器，平常不会有什么变化，但是一旦拧动时，会产生一段时间变化很快的突发信号，就需要stm32能在短时间内快速读取并处理掉这个数据。
再如红外遥控接收头，平常也不会有什么变化，但是一旦接收到信号时，这个信号也是转瞬即逝的。
但是不推荐按键使用外部中断。因为外部中断不能很好的处理按键抖动和松手检测的问题，所以要求不高时，还是建议在主函数内部循环读取。
1.2 旋转编码器介绍
对射式红外传感器就是一种通用传感器模块，已经在第三节“GPIO通用输入输出口”中介绍过，不再赘述。本实验只介绍旋转编码器。
旋转编码器是一种用来测量位置、速度或旋转方向的装置，当其旋转轴旋转时，其输出端可以与旋转速度和方向对应的方波信号，读取方波信号的频率和相位信息即可得知旋转轴的速度和方向。
如上图，旋转编码器主要有三种类型：光栅式/机械触点式/霍尔传感器式。下面是这三种形式的介绍：
- 光栅式（老款鼠标）：配合对射式红外传感器使用，在旋转过程中光栅式编码盘会不断地阻挡/透过红外射线，于是模块便会输出高低电平交替的方波，方波的频率便代表了旋转速度。缺点是只有一路输出，无法判断转动方向。
- 机械触点式：内部使用机械触点检测通断，A口和B口输出的方波正交，具体看下面的介绍。当然，也有机械触点式编码器可以一个引脚输出速度信息，一一个引脚输出旋转方向信息。
- 霍尔传感器式：直接附在电机后面的编码器，中间是一个圆形磁铁，旋转时两侧的霍尔传感器便可输出正交的方波信号。
- 独立的编码器元件：输入轴转动时，输出便有波形。
注：触点式不适合高速旋转的场景，常用于音量调节。非接触式形式的电机可以用于电机测速。
上图是机械触点式旋转编码器-实物拆解
- 图片右侧是旋转编码器的旋钮，可以看到下面是一圈可以导电的金属片。
- 中间有一个大的按键开关结构，也可以检测通断，但是该旋转编码器模块没有使用到该功能。
- 左右两组金属触点。内部实际的连接如红线标注，C口接地，于是旋钮在旋转过程中就可以使A口、B口输出高低交替的方波。方波频率表示旋转速度。
- A口、B口配合旋钮，可以产生相位相差90°的方波，称为正交信号。顺时针旋转A口相位超前，逆时针旋转B口相位超前。
- R1、R2：上拉电阻。
- R3、R4：输出限流电阻，防止引脚电流过大。
- C1、C2：滤波电容，滤除高频不稳定纹波。
注：C口已经默认接地，只需关心A口、B口的高低变化及相位差即可。
1.3 实验：对射式红外传感器计次
需求：利用stm32的外部中断，对 对射式红外传感器 产生的下降沿进行计次。
上图是对射式红外传感器计次-接线图
下图是对射式红外传感器计次-代码调用
代码展示：OLED.h、OLED.c、OLED_Font.h代码见第四节“OLED调试工具”，本节省略。
文章在这《嵌入式-stm32-江科大-OLED调试工具》
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"
int main(void)
{
//模块初始化
OLED_Init(); //OLED初始化
CountSensor_Init(); //计数传感器初始化
//OLED显示,显示静态字符串
OLED_ShowString(1,1,"Count:"); //一行一列显示字符串
Delay_ms(500);
while(1)
{
OLED_ShowNum(2,1,CountSensor_Get(),5);
}
}
CountSensor.h
#ifndef __COUNT_SENSOR_H
#define __COUNT_SENSOR_H
void CountSensor_Init(void);
uint16_t CountSensor_Get(void);
#endif
CountSensor.c
#include "stm32f10x.h"
uint16_t CountSensor_Count; //全局变量，中断触发次数，用于计数
//默认初始化为0
/**
* 函 数：对射式红外传感器-计数传感器初始化 PB14
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void CountSensor_Init(void)
{
//1.开启时钟
//2.GPIO初始化
//3.AFIO选择中断引脚
//4.EXTI初始化
//5.//NVIC配置，NVIC中断分组
//EXTI初始化
//1.开启GPIO&AFIO的外设时钟(EXTI和NVIC的时钟是一直打开的)
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
//2.配置GPIO—PB14上拉输入
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
//3.配置AFIO（库函数在GPIO中）中断引脚选择
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//将外部中断的14号线映射到GPIOB，即选择PB14为外部中断引脚
//4.配置EXTI初始化
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;//改名字
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
//5.NVIC配置（库函数在misc.h文件中,杂项）
//配置NVIC中断分组
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
//配置中断的优先级分组，每个工程只能出现一次
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
/**
* 函 数：获取计数传感器的计数值，输出中断触发的次数
* 参 数：无
* 返 回 值：计数值，范围：0~65535
*/
uint16_t CountSensor_Get(void)
{
return CountSensor_Count;
}
/**
* 函 数：EXTI15_10外部中断函数
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
//中断标志位判断
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET) //判断是否是外部中断14号线触发的中断
{
//如果出现数据乱跳的现象，可再次判断引脚电平，以避免抖动
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14) == 0 )
{
CountSensor_Count ++; //计数值自增一次
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);//清除外部中断14号线的中断标志位
//中断标志位必须清除
//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
}
}
1.31 编程感想
对射式传感器采用下降沿触发（移除遮挡触发，硬件设计）。
传感器无遮挡时，DO输出低电平；传感器有遮挡时，DO输出高电平。所以放入遮挡物意味着触发上升沿，移除遮挡相当于下降沿。采用上升沿触发计数可能不准确，下降沿触发计数准确（实测），若传感器采用上升沿触发那么结论和上面相反，移除遮挡物的时候比较准确。中断函数的名字从启动文件“stratup_stm32f10x_md”中来，并且中断函数都是无参无返回值的。
在CountSensor.c里面GPIO使用结构体来初始化函数、外部中断、ADC、串口都是一样的操作。
学会使用keil调试，博主第一次烧录程序发现计数传感器没有返回值，灯会闪计数，但是不会反馈到显示屏上。于是我先把老师的代码烧录运行成功，说明硬件没问题，就是自己代码问题，然后一直排除，通过用源码替换自己写的代码过程中，发现是上一个实验的OLED.c问题，CV工程师。
OLED.c（可以跳过）
#include "stm32f10x.h"
#include "OLED_Font.h"
/*引脚配置*/
#define OLED_W_SCL(x) GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_8, (BitAction)(x))
#define OLED_W_SDA(x) GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_9, (BitAction)(x))
/*引脚初始化*/
void OLED_I2C_Init(void)
{
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SDA(1);
}
/**
* @brief I2C开始
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_I2C_Start(void)
{
OLED_W_SDA(1);
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SDA(0);
OLED_W_SCL(0);
}
/**
* @brief I2C停止
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_I2C_Stop(void)
{
OLED_W_SDA(0);
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SDA(1);
}
/**
* @brief I2C发送一个字节
* @param Byte 要发送的一个字节
* @retval 无
*/
void OLED_I2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_W_SDA(Byte & (0x80 >> i));
OLED_W_SCL(1);
OLED_W_SCL(0);
}
OLED_W_SCL(1); //额外的一个时钟，不处理应答信号
OLED_W_SCL(0);
}
/**
* @brief OLED写命令
* @param Command 要写入的命令
* @retval 无
*/
void OLED_WriteCommand(uint8_t Command)
{
OLED_I2C_Start();
OLED_I2C_SendByte(0x78); //从机地址
OLED_I2C_SendByte(0x00); //写命令
OLED_I2C_SendByte(Command);
OLED_I2C_Stop();
}
/**
* @brief OLED写数据
* @param Data 要写入的数据
* @retval 无
*/
void OLED_WriteData(uint8_t Data)
{
OLED_I2C_Start();
OLED_I2C_SendByte(0x78); //从机地址
OLED_I2C_SendByte(0x40); //写数据
OLED_I2C_SendByte(Data);
OLED_I2C_Stop();
}
/**
* @brief OLED设置光标位置
* @param Y 以左上角为原点，向下方向的坐标，范围：0~7
* @param X 以左上角为原点，向右方向的坐标，范围：0~127
* @retval 无
*/
void OLED_SetCursor(uint8_t Y, uint8_t X)
{
OLED_WriteCommand(0xB0 | Y); //设置Y位置
OLED_WriteCommand(0x10 | ((X & 0xF0) >> 4)); //设置X位置高4位
OLED_WriteCommand(0x00 | (X & 0x0F)); //设置X位置低4位
}
/**
* @brief OLED清屏
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_Clear(void)
{
uint8_t i, j;
for (j = 0; j < 8; j++)
{
OLED_SetCursor(j, 0);
for(i = 0; i < 128; i++)
{
OLED_WriteData(0x00);
}
}
}
/**
* @brief OLED显示一个字符
* @param Line 行位置，范围：1~4
* @param Column 列位置，范围：1~16
* @param Char 要显示的一个字符，范围：ASCII可见字符
* @retval 无
*/
void OLED_ShowChar(uint8_t Line, uint8_t Column, char Char)
{
uint8_t i;
OLED_SetCursor((Line - 1) * 2, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在上半部分
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i]); //显示上半部分内容
}
OLED_SetCursor((Line - 1) * 2 + 1, (Column - 1) * 8); //设置光标位置在下半部分
for (i = 0; i < 8; i++)
{
OLED_WriteData(OLED_F8x16[Char - ' '][i + 8]); //显示下半部分内容
}
}
/**
* @brief OLED显示字符串
* @param Line 起始行位置，范围：1~4
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param String 要显示的字符串，范围：ASCII可见字符
* @retval 无
*/
void OLED_ShowString(uint8_t Line, uint8_t Column, char *String)
{
uint8_t i;
for (i = 0; String[i] != '\0'; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, String[i]);
}
}
/**
* @brief OLED次方函数
* @retval 返回值等于X的Y次方
*/
uint32_t OLED_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
uint32_t Result = 1;
while (Y--)
{
Result *= X;
}
return Result;
}
/**
* @brief OLED显示数字（十进制，正数）
* @param Line 起始行位置，范围：1~4
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~4294967295
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~10
* @retval 无
*/
void OLED_ShowNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
}
}
/**
* @brief OLED显示数字（十进制，带符号数）
* @param Line 起始行位置，范围：1~4
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：-2147483648~2147483647
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~10
* @retval 无
*/
void OLED_ShowSignedNum(uint8_t Line, uint8_t Column, int32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
uint32_t Number1;
if (Number >= 0)
{
OLED_ShowChar(Line, Column, '+');
Number1 = Number;
}
else
{
OLED_ShowChar(Line, Column, '-');
Number1 = -Number;
}
for (i = 0; i < Length; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i + 1, Number1 / OLED_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0');
}
}
/**
* @brief OLED显示数字（十六进制，正数）
* @param Line 起始行位置，范围：1~4
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~0xFFFFFFFF
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~8
* @retval 无
*/
void OLED_ShowHexNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i, SingleNumber;
for (i = 0; i < Length; i++)
{
SingleNumber = Number / OLED_Pow(16, Length - i - 1) % 16;
if (SingleNumber < 10)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber + '0');
}
else
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, SingleNumber - 10 + 'A');
}
}
}
/**
* @brief OLED显示数字（二进制，正数）
* @param Line 起始行位置，范围：1~4
* @param Column 起始列位置，范围：1~16
* @param Number 要显示的数字，范围：0~1111 1111 1111 1111
* @param Length 要显示数字的长度，范围：1~16
* @retval 无
*/
void OLED_ShowBinNum(uint8_t Line, uint8_t Column, uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i++)
{
OLED_ShowChar(Line, Column + i, Number / OLED_Pow(2, Length - i - 1) % 2 + '0');
}
}
/**
* @brief OLED初始化
* @param 无
* @retval 无
*/
void OLED_Init(void)
{
uint32_t i, j;
for (i = 0; i < 1000; i++) //上电延时
{
for (j = 0; j < 1000; j++);
}
OLED_I2C_Init(); //端口初始化
OLED_WriteCommand(0xAE); //关闭显示
OLED_WriteCommand(0xD5); //设置显示时钟分频比/振荡器频率
OLED_WriteCommand(0x80);
OLED_WriteCommand(0xA8); //设置多路复用率
OLED_WriteCommand(0x3F);
OLED_WriteCommand(0xD3); //设置显示偏移
OLED_WriteCommand(0x00);
OLED_WriteCommand(0x40); //设置显示开始行
OLED_WriteCommand(0xA1); //设置左右方向，0xA1正常 0xA0左右反置
OLED_WriteCommand(0xC8); //设置上下方向，0xC8正常 0xC0上下反置
OLED_WriteCommand(0xDA); //设置COM引脚硬件配置
OLED_WriteCommand(0x12);
OLED_WriteCommand(0x81); //设置对比度控制
OLED_WriteCommand(0xCF);
OLED_WriteCommand(0xD9); //设置预充电周期
OLED_WriteCommand(0xF1);
OLED_WriteCommand(0xDB); //设置VCOMH取消选择级别
OLED_WriteCommand(0x30);
OLED_WriteCommand(0xA4); //设置整个显示打开/关闭
OLED_WriteCommand(0xA6); //设置正常/倒转显示
OLED_WriteCommand(0x8D); //设置充电泵
OLED_WriteCommand(0x14);
OLED_WriteCommand(0xAF); //开启显示
OLED_Clear(); //OLED清屏
}
1.4 实验：旋转编码器计次
需求：利用stm32的外部中断，对旋转编码器的转动进行计次，顺时针加、逆时针减，并显示在OLED显示屏上。
上图是旋转编码器计次的接线图，下图是代码调用（除库函数以外）
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"
#include "Encoder.h"
int16_t Num; //定义待被旋转编码器调节的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
CountSensor_Init(); //计数传感器初始化
Encoder_Init(); //旋转编码器初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Count:
OLED_ShowString(2, 1, "Num+=:"); //1行1列显示字符串Count:
while (1)
{
Num += Encoder_Get();
OLED_ShowSignedNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5); //OLED不断刷新显示CountSensor_Get的返回值
OLED_ShowSignedNum(2,8,Num,5); //显示Num
}
}
Encoder.h
#ifndef __ENCODER_H
#define __ENCODER_H
void Encoder_Init(void);
int16_t Encoder_Get(void);
#endif
Encoder.c
#include "stm32f10x.h"
int16_t Encoder_Count; //全局变量，用于计数旋转编码器的增量值
void Encoder_Init(void)//旋转编码器初始化
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，外部中断必须开启AFIO的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;//AB相分别接的是PB0和PB1
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB0和PB1引脚初始化为上拉输入
/*AFIO选择中断引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);//将外部中断的0号线映射到GPIOB，即选择PB0为外部中断引脚
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);//将外部中断的1号线映射到GPIOB，即选择PB1为外部中断引脚
/*EXTI初始化*/
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //定义结构体变量
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1; //选择配置外部中断的0号线和1号线
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //指定外部中断线使能
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //指定外部中断线为中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //指定外部中断线为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //将结构体变量交给EXTI_Init，配置EXTI外设
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI0线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定NVIC线路的抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI1线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定NVIC线路的抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //指定NVIC线路的响应优先级为2
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
//打算每次调用get函数之后，返回count的变化值，用于外部加减一个变量
int16_t Encoder_Get(void)
{
//使用Temp变量作为中继，目的是返回Encoder_Count后将其清零，目的是给count清零
//在这里，也可以直接返回Encoder_Count，直接返回就退出函数了没办法给count清零
//下面这样子又能获取到count变化值，又能给count清零
//直接返回count会导致你扭一下，count就有一个值，Num就会一直变化了
int16_t Temp;
Temp = Encoder_Count;
Encoder_Count= 0;
return Temp;
}
void EXTI0_IRQHandler(void)//A口下降沿中断函数
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0) //PB1的下降沿触发中断，此时检测另一相，等于1正转，等于0反转
{
Encoder_Count --; //此方向定义为反转，计数变量自减
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除标志中断0号线的中断标志位
}
}
void EXTI1_IRQHandler(void)//B口下降沿中断函数
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)
{
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == 0) //PB1的下降沿触发中断，此时检测另一相
{
Encoder_Count ++; //此方向定义为正转，计数变量自增
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); //清除标志中断1号线的中断标志位
}
}
1.41 编程感想
- 管理Hardware文件夹。本次实验继承的是“OLED显示屏”实验的代码，而非“对射式红外传感器计次”。
- 注意每个模块在使用的时候都要进行初始化。
- 注意进入中断函数的时候要检查中断标志位，，退出的时候清零中断标志位。
- 注意主函数和中断函数不要操控同一个硬件，避免不必要的硬件冲突。中断函数一般执行简短快速的代码，如操作中断标志位等。
- 在中断函数内部不要执行长时间函数，中断是快速的突发事件，必须要短。
参考：B站STM32江协自动化&【哈工大虎慕】