STM32外部中断深度解析：从原理到实战应用—矩阵键盘中断驱动（中） | 零基础入门STM32第八十步

主题	内容	教学目的/扩展视频
4x4阵列键盘	电路连接，电路原理，驱动程序，调用函数。	能用程序读出按键值。

师从洋桃电子，杜洋老师

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▲ 回顾上期矩阵键盘原理与单片机驱动设计详解（上） | 零基础入门STM32第七十七步

▲ 回顾上期矩阵键盘原理与单片机驱动设计详解—端口反转法（下） | 零基础入门STM32第七十八步

▲ 回顾上期STM32外部中断深度解析：从原理到实战应用—矩阵键盘中断驱动（上） | 零基础入门STM32第七十九步

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一、系统整体架构设计

1.1 硬件连接拓扑

硬件模块	功能描述	GPIO分配
矩阵键盘行线	扫描信号输出	PA0-PA3
矩阵键盘列线	中断检测输入	PA4-PA7
OLED显示屏	按键值显示	I2C接口

1.2 软件工作流程

INT_MARK置位

主程序初始化

外设初始化

中断配置

主循环检测标志

处理按键事件

OLED显示按键值

二、核心代码模块解析

2.1 主程序逻辑框架

int main(void) {
    // 系统初始化
    RCC_Configuration();
    RELAY_Init();
    I2C_Configuration();
    OLED0561_Init();
    
    // 中断相关初始化
    INT_MARK = 0;
    NVIC_Configuration();
    KEYPAD4x4_Init();
    KEYPAD4x4_INT_INIT();

    while(1) {
        if(INT_MARK) {          // 中断标志检测
            INT_MARK = 0;       // 标志位清除
            uint8_t key = KEYPAD4x4_Read();
            if(key) OLED_DisplayKey(key);
        }
        // 其他后台任务...
    }
}

2.2 中断初始化关键配置

2.2.1 RCC时钟配置

void KEYPAD4x4_INT_INIT(void) {
    // 使能GPIO和AFIO时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

2.2.2 EXTI中断配置示例（PA4）

// GPIO与EXTI线路映射
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource4);

// EXTI参数设置
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct = {
    .EXTI_Line = EXTI_Line4,
    .EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt,
    .EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling,
    .EXTI_LineCmd = ENABLE
};
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);

// NVIC优先级配置
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct = {
    .NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn,
    .NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2,
    .NVIC_IRQChannelSubPriority = 2,
    .NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE
};
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

三、中断处理机制详解

3.1 中断服务函数设计

// EXTI4独立中断服务函数
void EXTI4_IRQHandler(void) {
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)) {
        INT_MARK = 1;  // 设置列线1中断标志
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);
    }
}

// EXTI5-9共享中断服务函数
void EXTI9_5_IRQHandler(void) {
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)) {
        INT_MARK = 2;  // 列线2中断标志
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
    }
    // 其他列线处理...
}

3.2 中断标志位处理策略

标志值	对应列线	处理逻辑
1	PA4	扫描第1列按键
2	PA5	扫描第2列按键
3	PA6	扫描第3列按键
4	PA7	扫描第4列按键

四、关键技术优化方案

4.1 中断合并优化

// 修改中断服务函数统一处理
void EXTI9_5_IRQHandler(void) {
    uint8_t col = 0;
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)) {
        col = 1;
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
    }
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line6)) {
        col = 2;
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line6);
    }
    if(col) KEY_Scan(col); // 统一扫描处理
}

4.2 动态优先级调整

// 紧急任务优先级提升
void Raise_Interrupt_Priority(void) {
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct = {
        .NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn,
        .NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0, // 最高抢占优先级
        .NVIC_IRQChannelSubPriority = 0,
        .NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE
    };
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

五、扩展应用设计

5.1 多键盘级联方案

// 扩展GPIO配置
#define ROW_PORT  GPIOA
#define COL_PORT  GPIOB

// 扩展中断配置
void Extended_KEY_Init(void) {
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);
    // 其他配置类似...
}

5.2 低功耗模式集成

void Enter_Sleep_Mode(void) {
    PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFI);
    // 唤醒后重新初始化时钟
    SystemInit();
}

六、常见问题排查指南

现象	排查步骤	解决方案
按键无响应	1. 检查GPIO模式配置 2. 测量引脚电平	确认输入/输出模式设置正确
中断频繁误触发	1. 检查消抖电路 2. 查看触发方式设置	增加硬件RC滤波或软件消抖
OLED显示异常	1. 检查I2C通信 2. 验证显示缓冲区	重初始化OLED并校验数据

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七、相关资源

[1] 洋桃电子B站课程-STM32入门100步
[2] STM32官方文档手册
[3] STM32F103固件函数库用户手册（中文）
[4] 键盘中断测试程序
[5] 外部中断原理与驱动.pptx

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技术讨论（请在评论区留言~）

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下期预告：下一期将探讨键盘中断程序分析2，欢迎持续关注！

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实测开发版：洋桃1号开发版（基于STM32F103C8T6）
更新日志：

• v1.0 初始版本（2025-03-23）