STM32——外部中断

Posted 2020-12-11 daker-code

　　外部中断实验(瞎写)

　　本文以 正点原子 的战舰 为 基础 进行实验， 实验目标为 按键0 熄灭所有， 按键2点亮led0，led1，按键1 蜂鸣器响，原理图如下：

蜂鸣器：

　　

 

 

 

LED：

　　

　　　　　　

按键：

　　　

 

 

 

 

　　蜂鸣器和LED 正常配置即可

#ifndef BSP_LED_H
#define BSP_LED_H

#include "stm32f10x.h"

#define BSP_BEEP_PIN                GPIO_Pin_8
#define BSP_BEEP_GPIO_PORT          GPIOB
#define BSP_BEEP_GPIO_CLK           RCC_APB2Periph_GPIOB

#define BSP_BEEP_ON         1
#define BSP_BEEP_OFF        0

#define    digitalHi(p,i)             {p->BSRR=i;}        //设置为高电平
#define digitalLo(p,i)             {p->BSRR=i<<16;}        //输出低电平
// #define digitalToggle(p,i)          {p->ODR ^=i;}        //输出反转状态

#define BEEP_TOGGLE        digitalToggle(BSP_BEEP_GPIO_PORT,BSP_BEEP_PIN)
#define BEEP_ON                digitalHi(BSP_BEEP_GPIO_PORT,BSP_BEEP_PIN)
#define BEEP_OFF            digitalLo(BSP_BEEP_GPIO_PORT,BSP_BEEP_PIN)           

void BEEP_GPIO_Config(void);

#endif // !BSP_LED_H

beep.h

#include "bsp_beep.h"

/**
 * @brief 蜂鸣器初始化
 * 
 */
void BEEP_GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(BSP_BEEP_GPIO_CLK, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BSP_BEEP_PIN;

    GPIO_Init(BSP_BEEP_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

beep.c

#ifndef __BSP_LED_H
#define    __BSP_LED_H

#include "stm32f10x.h"

//引脚定义
/*******************************************************/
//R 红色灯
#define LED1_PIN                  GPIO_Pin_5                 
#define LED1_GPIO_PORT            GPIOB                      
#define LED1_GPIO_CLK             RCC_APB2Periph_GPIOB

//G 绿色灯
#define LED2_PIN                  GPIO_Pin_5                 
#define LED2_GPIO_PORT            GPIOE                      
#define LED2_GPIO_CLK             RCC_APB2Periph_GPIOE

// //B 蓝色灯
// #define LED3_PIN                  GPIO_Pin_8                 
// #define LED3_GPIO_PORT            GPIOF                       
// #define LED3_GPIO_CLK             RCC_AHB1Periph_GPIOF
/************************************************************/


/** 控制LED灯亮灭的宏，
    * LED低电平亮，设置ON=0，OFF=1
    * 若LED高电平亮，把宏设置成ON=1 ，OFF=0 即可
    */
#define ON  0
#define OFF 1

/* 带参宏，可以像内联函数一样使用 */
#define LED1(a)    if (a)    
                    GPIO_SetBits(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN);                    else                            GPIO_ResetBits(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)

#define LED2(a)    if (a)    
                    GPIO_SetBits(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN);                    else                            GPIO_ResetBits(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN

/* 直接操作寄存器的方法控制IO */
#define    digitalHi(p,i)             {p->BSRR=i;}        //设置为高电平
#define digitalLo(p,i)             {p->BSRR=i<<16;}        //输出低电平
#define digitalToggle(p,i)          {p->ODR ^=i;}        //输出反转状态

/* 定义控制IO的宏 */
#define LED1_TOGGLE        digitalToggle(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)
#define LED1_OFF            digitalHi(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)
#define LED1_ON                digitalLo(LED1_GPIO_PORT,LED1_PIN)

#define LED2_TOGGLE        digitalToggle(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN)
#define LED2_OFF            digitalHi(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN)
#define LED2_ON                digitalLo(LED2_GPIO_PORT,LED2_PIN)

void LED_GPIO_Config(void);

#endif /* __LED_H */

led.h

#include "bsp_led.h"

/**
  * @brief  初始化控制LED的IO
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void LED_GPIO_Config(void)
{
    /*定义一个GPIO_InitTypeDef类型的结构体*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    /*开启LED相关的GPIO外设时钟*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(LED1_GPIO_CLK | LED2_GPIO_CLK, ENABLE);

    /*选择要控制的GPIO引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED1_PIN;

    /*设置引脚模式为输出模式*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    /*设置引脚速率为2MHz */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    /*调用库函数，使用上面配置的GPIO_InitStructure初始化GPIO*/
    GPIO_Init(LED1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    /*选择要控制的GPIO引脚*/
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED2_PIN;
    GPIO_Init(LED2_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

}
/*********************************************END OF FILE**********************/

led.c

　然后我们来看一下按键如何处理

103中有20个线路可以被配置成软件中断/事件线 ，其中通用I/O端口以下图的方式连接到16个外部中断/事件线上

　　但是预定义的外部中断服务函数只有6个

 

 

EXPORT EXTI0_IRQHandler
EXPORT EXTI1_IRQHandler
EXPORT EXTI2_IRQHandler
EXPORT EXTI3_IRQHandler
EXPORT EXTI4_IRQHandler
EXPORT EXTI9_5_IRQHandler
EXPORT EXTI15_10_IRQHandler

　　0~1各自独占一个， 5~9用一个， 10~15用一个，按键的三个引脚 分别为 GPIOE2~4，正常配置按键

按键的代码有些杂乱，就不贴了。

　　因为涉及到了外部中断，就和 AFIO 扯上关系了，所以需要使能 AFIO 的时钟　　RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); ，如图 AFIO 中有 与外部中断相关的寄存器 

　　上面说了 通用I/O端口连接到16个外部中断/事件线上 ，所以估计是靠AFIO来实现引脚复用的， 所以，在去手册里看库函数之前，来看看 这个寄存器 配置啥的 

 

 

 　　随手摘了一个，其他的差不多，很显然 这就是一个 连接 GPIO端口 和 中断源产生的 引脚 的寄存器， 理论上，初始化完毕寄存器后 AFIO_EXTICR2 的 值应该是 0x04， AFIO_EXTICR1的值因该是0x44

好了，接下来去找一下库函数（个人习惯库函数，因为从野火的407入手的）

　　凭直觉，这玩意肯定和exti和gpio有关，不是gpio_extixxx 就是 exti_gpioxxx ,果然,函数长这样 void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource) 当然不能这么粗暴的找,直接从 库文件里找 stm32f10x_gpio.h 中最底下 直接看函数 这是我看到的

 

 

 　　扫下来好像就是这一个 有 EXTI 的, 看一看.c文件怎么写的

 

看这个英文因该没错了, 选择GPIO引脚作为 中断源使用 ,而且所操作的 也是 AFIO 的 EXTICR寄存器.

brief 是函数功能简介 param这里是介绍参数 retval是返回值

理论上 连接 连接　PE2 为 外部中断源2 的 代码 为  　　GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource2);  　　

这里说过如何寻找库函数后,后面就不再重复说明了,找到这个函数名后,更详细的信息可以去库文件 里查找, 个人觉得自己 查看 库文件也行,毕竟文档也是按照注释生成的.

 

 

配置完引脚剩下的就是外部中断的部分,嗯? 等等,中断 咱们还有 中断优先级需要配置,嗯……先配置外部中断相关的寄存器吧，默默的打开了参考手册，

　　又是功能框图

 　　　　红色的线是产生中断的，蓝色线是产生事件的

　　　　信号从输入线流入 边沿检测电路，边沿检测电路会根据上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR) 和 下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)对应位的设置来控制信号触发。

　　边沿检测电路以输入线作为信号输入端，如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1 给 或门，否则输出无效信号 0。

　　而 EXTI_RTSR 和 EXTI_FTSR 两个寄存器可以控制器需要检测哪些类型的电平跳变程，可以是上升沿触发、下降沿触发 or 上升沿和下降沿都触发。

　　　　

　　　　或门一个输入来 边沿检测 电路，另外一输入来自软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。

　　EXTI_SWIER 允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线（我到现在都没明白事件是啥）。

　　或门 有1即为真，所以这两个输入随便一个有有效信号 1 就可以输出 1 给 上面的与门 或者 给下面的与门 。

　　上面的与门一个输入 或门 ，另外一个输入来自中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。

　　　　

　　　　与门电路要求输入都为 1 才输出 1，导致的结果如果 EXTI_IMR 设置为　　0 时，那不管 或门 电路的输出信号是 1 还是 0，最终编号 与门 电路输出的信号都为 0；

　　如果 EXTI_IMR 设置为 1 时，最终编号 4 电路输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_IMR 来实现是否产生中断的目的。

　　与门 电路输出的信号会被保存到挂起寄存器(EXTI_PR)内，如果确定 与门 电路输出为 1 就会把 EXTI_PR 对应位置 1。

　　EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内，从而实现系统中断事件控制

 

下面那条线看不太明白 所以就 说了，感兴趣自行研究。

　　上面 涉及 到了 EXTI_RTSR ， EXTI_FTSR  ，EXTI_IMR  ， EXTI_SWIER， EXTI_PR ，我们按顺序来看一下

 

 

 　　由于 EXTI_RTSR ， EXTI_FTSR 两个寄存器类似，所以这里只看一个。

　　按照描述，以及按键电路，如果要设计抬手检测那就需要写 上升沿加测，如果是按下的话，则是下降沿检测

无论配置为哪一种 寄存器的值因该为0x1c 4 3 2 三位置1

 

 

 

　　作用是开放 中断 ，所以理论值因该是 4 3 2 置1 所以也是0x1c ，仿真的之后可以特别注意一下，是不是 中断被屏蔽了

 

 

　　 这个类似于标志寄存器，当 符合触发源限制时， 触发源锁在的线 置 1 理论上我们这个只会出现3各位置1， 需要手动将该位置0

 

　　这个是挂起中断寄存器，因为所有中断都默认挂起，所以默认为0，然后 不需要手动清0（其实，我也不太明白这个寄存器，仿真的时候数据一直没变，奇奇怪怪的，还是我菜了）

NVIC 自行配置优先级

下面就是，代码实现了，函数自行到函数库查找：

 

函数

 

 

 

 

结构体

 

 

 余下的枚举自行查看 标准库.chm

　　exti配置文件

exti.h

#include "bsp_exti.h"
#include "bsp_key.h"

/**
 * @brief 
 * 
 * @param x              中断源
 * @param ParentPriority 父优先级
 * @param subPriority    子优先级
 */
static void NVIC_Configuration(enum IRQn x, int ParentPriority, int subPriority)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    /* 配置NVIC为优先级组2 */
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    /* 配置中断源：x */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = x;

    /* 配置抢占优先级：3 */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;

    /* 配置子优先级：4 */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 4;

    /* 使能中断通道 */
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

#if 1

/**
 * @brief EXTI 外部中断引脚初始化
 * 
 */
static void EXTI_GPIO_Init(void)
{
    // 直接用的按键初始化
    Key_GPIO_Config();
    // GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    // RCC_APB2PeriphClockCmd(EXTI1_INT_GPIO_CLK | EXTI2_INT_GPIO_CLK | EXTI3_INT_GPIO_CLK, ENABLE);

    // //选择按键1的引脚
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI1_INT_GPIO_PIN;
    // GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;
    // /* 使用上面的结构体初始化按键 */
    // GPIO_Init(EXTI1_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI2_INT_GPIO_PIN;
    // GPIO_Init(EXTI2_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    // GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI3_INT_GPIO_PIN;
    // GPIO_Init(EXTI2_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    // 使能 AFIO 寄存器
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

/**
 * @brief EXTI 配置
 * 
 */
void EXTI_Init_Config(void)
{
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    // GPIO 配置
    EXTI_GPIO_Init();


    // 连接中断源
    GPIO_EXTILineConfig(EXTI1_INT_EXTI_PORTSOURCE, EXTI1_INT_EXTI_PINSOURCE);
    GPIO_EXTILineConfig(EXTI2_INT_EXTI_PORTSOURCE, EXTI2_INT_EXTI_PINSOURCE);
    GPIO_EXTILineConfig(EXTI3_INT_EXTI_PORTSOURCE, EXTI3_INT_EXTI_PINSOURCE);
    

    /* 选择 EXTI 中断源 */
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI1_INT_EXTI_LINE;

    /* 中断模式 */
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

    /* 下降沿触发 */
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

    /* 使能中断/事件线 */
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);


    /* 选择 EXTI 中断源 */
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI2_INT_EXTI_LINE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
   
    /* 选择 EXTI 中断源 */
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI3_INT_EXTI_LINE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);


    // 优先级配置
    NVIC_Configuration(EXTI1_INT_EXTI_IRQ, 2, 3);
    NVIC_Configuration(EXTI2_INT_EXTI_IRQ, 2, 2);
    NVIC_Configuration(EXTI3_INT_EXTI_IRQ, 2, 1);
}

#endif

exti.c

　　下面是中断服务函数:

/**
 * @brief 按键2
 * 
 */
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
  // 消抖
  delayms(10);
  if (!KEY2)
  {// 这里建议使用EXTI_GetITStatus(EXTI_Linex)!=RESET进行判断
    //我这里是偷懒,直接用按键
    LED1_ON;
    LED2_ON;
  }
  // 消除 PR 寄存器 的标志位
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI1_INT_EXTI_LINE);
}
/**
 * @brief 按键1
 * 
 */
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
  delayms(10);
  if (!KEY1)
  {
    BEEP_ON;
  }
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI2_INT_EXTI_LINE);
}
/**
 * @brief 按键0
 * 
 */
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
  delayms(10);
  if (!KEY0)
  {
    LED1_OFF;
    LED2_OFF;
    BEEP_OFF;
  }
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI3_INT_EXTI_LINE);
}

　　主函数我直接留空 初始化后while(1)

到这里,整个实验也就完成了,还有很多没明白的地方,例如事件,

如果无法达到效果,可以注意一下, AFIO是否打开,以及, 中断号是否正确, PR寄存器标志位是否清除.

　　第一份32的文章,个人能力有限,理解程度,如有错误或建议,望各位大佬留言指出 orz orz orz.