STM32单片机的基本原理与应用（二）

单片机外部中断的基本原理

STM32 的每个 IO 都可以作为外部中断的中断输入口，这点也是 STM32 的强大之处。那么其中断是怎样实现的呢？其原理就是由GPIO口产生触发信号，通过NVIC中断控制器和EXTI外部中断控制器完成中断响应。使用外部中断可以对优先级进行分组，设置抢占优先级和响应优先级。
STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/ 事件请求。每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。STM32F103 的19 个外部中断为：

• 线 0~15：对应外部 IO 口的输入中断。
• 线 16：连接到PVD 输出。
• 线 17：连接到RTC 闹钟事件。
• 线 18：连接到USB 唤醒事件。

STM32 供 IO 口使用的中断线只有 16 个，但 STM32 的 IO 口却远远不止 16 个，那么是怎样对应的呢？其实是采用“一对多”的形式。GPIO 的管教 GPIOx.0至GPIOx.15(x=A、B、C、D、E、F、G)分别对应中断线 0~15。这样每个中断线对应了最多 7 个 IO 口，以线 0 为例：它对应了GPIOA.0、GPIOB.0、GPIOC.0、GPIOD.0、GPIOE.0、GPIOF.0、GPIOG.0。而中断线每次只能连接到 1 个 IO 口上，这样就需要通过配置来决定对应的中断线配置到哪个 GPIO 上了。如下图所示，左边为GPIO，右边为对应的中断线。

实验案例

红外对管检测实验
红外对管传感器通过比较器输出高低电平，当有遮挡输出低电平，无遮挡输出高电平。

• 实验准备：STM32核心板和红外对管
• 原理图
  

程序源码：
1、外部中断配置与中断服务函数

void EXTIX_Init(void)
{
 	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    INFRARED_Init();
  	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);	//使能复用功能时钟
   //GPIOA.0	  中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 PA0  //红外对管对应PA0
 	 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); 
  	EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;	
  	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;  // 下降沿
  	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);		//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;			//使能红外对管 所在的外部中断通道
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;	//抢占优先级2， 
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;					//子优先级3
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;								//使能外部中断通道
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
}

//外部中断0服务程序 
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	LED0=!LED0;	
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除LINE0上的中断标志位  
}

2、主函数

int main(void)
{		
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 //串口初始化为115200
	LED_Init();		  		//初始化与LED连接的硬件接口
	INFRARED_Init();         	//初始化红外对管的硬件接口
	EXTIX_Init();		 	//外部中断初始化
	LED0=0;					//点亮LED0
	while(1)
	{	    
		printf("OK\r\n");	
		delay_ms(1000);	  
	}
}

实验现象：
本实验通过外部中断0检测红外对管是否有被遮挡，当用手指遮挡红外对管传感器，触发中断，板载独立led状态翻转。

继电器开合原理

继电器的工作原理与线圈电流密不可分。当线圈中通过电流时，会产生磁场，从而使继电器的触点闭合或断开。继电器中的弹簧用于保持触点的闭合或断开状态。当线圈中无电流时，弹簧的弹力会使触点保持闭合；当线圈中有电流时，磁场产生的吸力会克服弹簧的弹力，使触点断开。

继电器控制实验
继电器模块电路由三极管控制并驱动继电器，其中三极管的基极与单片机的IO口相连RL-IO。继电器的控制引脚RL-IO与单片机引脚PD7相连接。

• 实验需要：STM32核心板和继电器模块
• 继电器模块电路原理图：
  

程序源码：
首先，我们要对继电器进行初始化，并定义好各种继电器设置，如输出1时，关闭继电器。下面仅展示主函数。

int main(void)
 {
	delay_init();	    	    //延时函数初始化	  
	RELAY_Init();         	//初始化蜂鸣器端口
	while(1)
	{
		RELAY=0;		  
		delay_ms(1000);//延时1000ms
 
		RELAY=1;  
		delay_ms(1000);//延时1000ms
	}
 }

实验现象：
编译并下载程序，本实验通过代码控制底板上的继电器周期性的打开关闭，可以听到继电器吸合的“哒哒”声。