STM32中断系统详解（大白话版）

活动发起人@小虚竹 想对你说：         

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提醒：在发布作品前，请将不需要的内容删除。

一、中断是什么？

1.1 生活场景比喻

想象你在家做饭：

• 你正在切菜（主程序运行）

• 突然水烧开了（中断触发）

• 你暂停切菜（保存现场）

• 去关火（执行中断服务程序）

• 回来继续切菜（恢复现场继续执行主程序）

1.2 专业定义

中断是CPU处理紧急事件的机制，当特定事件发生时，暂停当前任务优先处理该事件。

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二、STM32的中断类型

2.1 外部中断（EXTI）

• 触发方式：

  • 按钮按下（电平变化）

  • 传感器信号到来（边沿触发）

• 配置参数：

  // 例子：配置PA0引脚为上升沿触发
  HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_0);
  EXTI_ConfigTypeDef extiConfig = {0};
  extiConfig.Line = EXTI_LINE0;
  extiConfig.Mode = EXTI_MODE_INTERRUPT;
  extiConfig.Trigger = EXTI_TRIGGER_RISING;
  HAL_EXTI_SetConfigLine(&extiConfig);

2.2 内部中断

中断源	应用场景	特点
定时器中断	精准定时/PWM输出	需要配置预分频器
ADC转换完成中断	采集传感器数据	避免CPU轮询等待
串口接收中断	实时接收蓝牙/WIFI数据	设置接收缓冲区

2.3 优先级那些事

• 抢占优先级：插队权利（数值越小越优先）

• 响应优先级：排队顺序（同组内比较）

• 分组配置：

  // 常用分组2（4位抢占优先级，0位响应优先级）
  HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);

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三、中断处理全流程

3.1 完整处理流程

1. 事件发生（如按键按下）

2. 标志位被置1（EXTI_PR寄存器）

3. NVIC检查优先级

4. 暂停当前程序（自动保存PC指针）

5. 跳转到中断服务函数

6. 执行用户代码

7. 清除中断标志（必须手动操作！）

8. 返回原程序

3.2 中断服务函数模板

// EXTI0中断服务函数
void EXTI0_IRQHandler(void) {
  if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_PIN_0) != RESET) {
    // 你的处理代码
    HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);
    
    // 必须清除标志位！！！
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_0);
  }
}

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四、手把手配置中断（以按键为例）

4.1 CubeMX配置步骤

1. 选择GPIO引脚

2. 设置为外部中断模式

3. 选择触发边沿（上升沿/下降沿）

4. 配置NVIC使能中断

5. 设置优先级分组

6. 生成代码

4.2 代码补充说明

// 主函数中需要开启中断
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

// 中断服务函数必须与中断向量表对应
// 函数名不能写错！否则进不了中断

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五、常见问题避坑指南

5.1 中断不触发

• 检查项：

  1. GPIO时钟是否使能？

  2. NVIC是否开启？

  3. 中断服务函数名是否正确？

  4. 标志位是否清除？

5.2 中断卡死

• 可能原因：

  • 在中断里调用了阻塞函数（如HAL_Delay）

  • 未及时清除标志导致重复进入中断

5.3 中断优先级混乱

• 建议方案：

  • 关键外设（如电机控制）用高优先级

  • 普通外设（如LED显示）用低优先级

  • 相同优先级外设注意执行顺序

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六、高级技巧

6.1 中断嵌套

• 条件：配置不同抢占优先级

• 注意：谨慎使用，可能导致堆栈溢出

6.2 中断与DMA配合

• 最佳实践：

  • DMA负责数据传输

  • 传输完成后触发中断处理数据

  • 减少CPU介入时间

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七、总结要点

1. 中断是处理紧急事件的"插队"机制

2. STM32有59+个中断源（不同型号有差异）

3. 必须清除中断标志！必须清除！必须清除！

4. 优先级配置影响系统实时性

5. 中断服务函数要尽量简短

大白话总结：中断就像公司里的紧急电话，平时大家各忙各的（主程序），当电话响起（中断触发），秘书（NVIC）根据来电重要性（优先级）决定是否让老板（CPU）立即接听，处理完事情后要挂断电话（清除标志），否则电话会一直响！