EXTI—外部中断/事件控制器

Posted 2020-11-27 yilanguav

外部中断/事件控制器(EXTI)管理了控制器的 23 个中断/事件线。每个中断/事件线都对
应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。 EXTI 可以实现对
每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

EXTI功能框图
EXTI 的功能框图包含了 EXTI 最核心内容，掌握了功能框图，对 EXTI 就有一个整体
的把握，在编程时就思路就非常清晰。 EXTI 功能框图见图 17-1。
在图 17-1 可以看到很多在信号线上打一个斜杠并标注“ 23”字样，这个表示在控制器
内部类似的信号线路有 23 个，这与 EXTI 总共有 23 个中断/事件线是吻合的。所以我们只
要明白其中一个的原理，那其他 22 个线路原理也就知道了。

EXTI 可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件，这两个功能从硬件
上就有所不同。

产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功
能，这样是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且
是电路级别的信号传输，属于硬件级的。
另外， EXTI 是在 APB2 总线上的，在编程时候需要注意到这点。

EXTI 有 23 个中断/事件线，每个 GPIO 都可以被设置为输入线，占用 EXTI0 至
EXTI15，还有另外七根用于特定的外设事件，见表 17-1。
七根特定外设中断/事件线由外设触发，具体用法参考《 STM32F4xx 中文参考手册》
中对外设的具体说明。

 EXTI0 可以通过 SYSCFG 外部中断配置寄存器
1(SYSCFG_EXTICR1)的 EXTI0[3:0]位选择配置为 PA0、 PB0、 PC0、 PD0、 PE0、 PF0、
PG0、 PH0 或者 PI0，

EXTI初始化结构体详解
标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体，比如 EXTI_InitTypeDef，结构体
成员用于设置外设工作参数，并由外设初始化配置函数，比如 EXTI_Init()调用，这些设定
参数将会设置外设相应的寄存器，达到配置外设工作环境的目的。
初始化结构体和初始化库函数配合使用是标准库精髓所在，理解了初始化结构体每个
成员意义基本上就可以对该外设运用自如了。初始化结构体定义在 stm32f4xx_exti.h 文件中，
初始化库函数定义在 stm32f4xx_exti.c 文件中，编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。

下面说一下编程框架：

使用 GPIO 之前必须开启 GPIO 端口的时钟；用到 EXTI 必须开启 SYSCFG 时钟。

 作为中断/时间输入线把 GPIO 配置为输入模式，这里不使用上拉或下拉，由外部电路
完全决定引脚的状态。

 SYSCFG_EXTILineConfig 函数用来指定中断/事件线的输入源，它实际是设定
SYSCFG 外部中断配置寄存器的值，该函数接收两个参数，第一个参数指定 GPIO 端口源，
第二个参数为选择对应 GPIO 引脚源编号。

 

 1 int main(void)
 2 {
 3     /* LED 端口初始化 */
 4     LED_GPIO_Config();
 5       
 6     /* 初始化EXTI中断，按下按键会触发中断，
 7   *  触发中断会进入stm32f4xx_it.c文件中的函数
 8     *  KEY1_IRQHandler和KEY2_IRQHandler，处理中断，反转LED灯。
 9     */
10     EXTI_Key_Config(); 
11     
12     /* 等待中断，由于使用中断方式，CPU不用轮询按键 */
13     while(1)                            
14     {
15     }
16 }

 

主函数结构，先初始化硬件LED，用于按键中断控制的效果展示。

然后是 EXTI_Key_Config(); 需要留意一点的函数或者配置加以红色标注：

 1  /**
 2   * @brief  配置嵌套向量中断控制器NVIC
 3   * @param  无
 4   * @retval 无
 5   */
 6 static void NVIC_Configuration(void)
 7 {
 8   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 9   
10   /* 配置NVIC为优先级组1 */
11   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
12   
13   /* 配置中断源：按键1 */
14   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY1_INT_EXTI_IRQ;
15   /* 配置抢占优先级：1 */
16   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
17   /* 配置子优先级：1 */
18   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
19   /* 使能中断通道 */
20   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
21   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
22   
23   /* 配置中断源：按键2，其他使用上面相关配置 */  
24   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY2_INT_EXTI_IRQ;
25   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
26 }
27 
28  /**
29   * @brief  配置 PA0 为线中断口，并设置中断优先级
30   * @param  无
31   * @retval 无
32   */
33 void EXTI_Key_Config(void)
34 {
35     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
36     EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
37   
38     /*开启按键GPIO口的时钟*/
39     RCC_AHB1PeriphClockCmd(KEY1_INT_GPIO_CLK|KEY2_INT_GPIO_CLK ,ENABLE);
40   
41   /* 使能 SYSCFG 时钟 ，使用GPIO外部中断时必须使能SYSCFG时钟*/
42   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
43   
44   /* 配置 NVIC */
45   NVIC_Configuration();
46   
47     /* 选择按键1的引脚 */ 
48   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY1_INT_GPIO_PIN;
49   /* 设置引脚为输入模式 */ 
50   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;                
51   /* 设置引脚不上拉也不下拉 */
52   GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
53   /* 使用上面的结构体初始化按键 */
54   GPIO_Init(KEY1_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); 
55 
56     /* 连接 EXTI 中断源 到key1引脚 */
57   SYSCFG_EXTILineConfig(KEY1_INT_EXTI_PORTSOURCE,KEY1_INT_EXTI_PINSOURCE);
58 
59   /* 选择 EXTI 中断源 */
60   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = KEY1_INT_EXTI_LINE;
61   /* 中断模式 */
62   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
63   /* 下降沿触发 */
64   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;  
65   /* 使能中断/事件线 */
66   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
67   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
68   
69   /* 选择按键2的引脚 */ 
70   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = KEY2_INT_GPIO_PIN;  
71   /* 其他配置与上面相同 */
72   GPIO_Init(KEY2_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);      
73 
74     /* 连接 EXTI 中断源 到key2 引脚 */
75   SYSCFG_EXTILineConfig(KEY2_INT_EXTI_PORTSOURCE,KEY2_INT_EXTI_PINSOURCE);
76 
77   /* 选择 EXTI 中断源 */
78   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = KEY2_INT_EXTI_LINE;
79   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
80   /* 上升沿触发 */
81   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;  
82   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
83   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
84 }

 

在stm32f4xx_it.c中编写中断服务函数，其中中断服务函数名要对应启动文件的中断向量表，为了可读性可以用宏给中断向量表取一个适合中断目的的名字。

还有一个需要注意的：需要使能 SYSCFG 时钟 ，使用GPIO外部中断时必须使能SYSCFG时钟。

上面是固件库的函数定义内部，这个是固件库编程的套路，都是这样定义某个功能的结构体，然后初始化这个结果体，最后调用一个init函数完成。

固件库这样的套路明白之后，编写应用程序会轻松愉快地多。至于固件库内部到底是如何实现的，在达到高手水平了再去，毕竟做项目是以速度和质量说话的，固件库肯定快于寄存器版的，但是想自己写出库函数，又不得不去学习寄存器编程，所以都是相辅相成的，先学好固件库，然后学寄存器版，然后达到自己可以编写库，就达到学习目的了。