外部中断实验

Posted 2020-07-03

实验4 外部中断实验

一、实验目的

理解中断的基本概念。

掌握STM32的中断源及中断优先级。

掌握STM32外部中断技术的基本使用方法。

掌握STM32中断处理程序的编程方法。

二、实验内容

硬件设计原理图如下图1所示：LED的连接在上一节已经介绍过了，在STM32开发板上的按键KEY0是接在PE4上，KEY1是接在PE3上的，KEY2是连在PE2上，WK_UP接在PA0上。

                       

 

 

三、实验预备知识

中断对于开发嵌入式系统来讲的地位绝对是毋庸置疑的，在C51单片机时代，一共只有5个中断，其中2个外部中断，2个定时/计数器中断和一个串口中断，但是在STM32中，中断数量大大增加，而且中断的设置也更加复杂。今天就将来探讨一下关于STM32中的中断系统。

ARM Coetex-M3内核共支持256个中断，其中16个内部中断，240个外部中断和可编程的256级中断优先级的设置。STM32目前支持的中断共84个（16个内部+68个外部），还有16级可编程的中断优先级的设置，仅使用中断优先级设置8bit中的高4位。

STM32可支持68个中断通道，已经固定分配给相应的外部设备，每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节PRI_n(8位，但是STM32中只使用4位，高4位有效)，每4个通道的8位中断优先级控制字构成一个32位的优先级寄存器。68个通道的优先级控制字至少构成17个32位的优先级寄存器。

STM32的每个IO口都可以作为中断输入，这点很好用。要把IO口作为外部中断输入，有以下几个步骤：

1）初始化IO口为输入。

这一步设置你要作为外部中断输入的IO口的状态，可以设置为上拉/下拉输入，也可以设置为浮空输入，但浮空的时候外部一定要带上拉，或者下拉电阻。否则可能导致中断不停的触发。在干扰较大的地方，就算使用了上拉/下拉，也建议使用外部上拉/下拉电阻，这样可以一定程度防止外部干扰带来的影响。

2）开启IO口复用时钟，设置IO口与中断线的映射关系。

STM32的IO口与中断线的对应关系需要配置外部中断配置寄存器EXTICR，这样我们要先开启复用时钟，然后配置IO口与中断线的对应关系。才能把外部中断与中断线连接起来。

3）开启与该IO口相对的线上中断/事件，设置触发条件。

这一步，我们要配置中断产生的条件，STM32可以配置成上升沿触发，下降沿触发，或者任意电平变化触发，但是不能配置成高电平触发和低电平触发。这里根据自己的实际情况来配置。同时要开启中断线上的中断，这里需要注意的是：如果使用外部中断，并设置该中断的EMR位的话，会引起软件仿真不能跳到中断，而硬件上是可以的。而不设置EMR，软件仿真就可以进入中断服务函数，并且硬件上也是可以的。建议不要配置EMR位。

4）配置中断分组（NVIC），并使能中断。

这一步，我们就是配置中断的分组，以及使能，对STM32的中断来说，只有配置了NVIC的设置，并开启才能被执行，否则是不会执行到中断服务函数里面去的。关于NVIC的详细介绍，请参考前面章节。

5）编写中断服务函数。

这是中断设置的最后一步，中断服务函数，是必不可少的，如果在代码里面开启了中断，但是没编写中断服务函数，就可能引起硬件错误，从而导致程序崩溃！所以在开启了某个中断后，一定要记得为该中断编写服务函数。在中断服务函数里面编写你要执行的中断后的操作。

通过以上几个步骤的设置，我们就可以正常使用外部中断了。

四、实验步骤

1. 课下完成作业

按照教材42页-55页，新建工程，命名为“INT+你的学号”，文件夹名和工程名都为“INT+你的学号”（所需的“库函数、HARDWARE和SYSTEM文件夹”在本次实验文件夹中，自已添加即可）。工程建好后，按照教材153页，编写好main（）主函数，之后编译。

1. 2.         实验室完成

（1）           在课下完成的工程中修改代码，让串口向PC机打印你的“学号姓名”，之后编译、下载到开发板，看现象。

 

（2）           修改代码实现如下功能

• 系统开机后，LED0，LED1闪两次，蜂鸣器响一声后停止；
• 设置中断优先级分组为组3；
• 按键KEY0抢占优先级为2，响应优先级为0，控制蜂鸣器，按一次，叫一声；
• 按键KEY1抢占优先级为3，响应优先级为1，控制LED0，按一次，LED0亮一次，再按一次LED0灭；
• 按键KEY2抢占优先级为3，响应优先级为1，控制LED1，按一次，LED1闪一次；
• 按键WK_UP抢占优先级为2，响应优先级为1，控制LED0和LED1反转一次；
• 问KEY0、KEY1、KEY2、WK_UP的中断优先级顺序为？

KEY0>WK_UP>KEY1=KEY2  (KEY2 KEY2看谁先按下谁优先)

• KEY0、KEY1、KEY2、WK_UP分别对应的外部中断线为？

KEY0对于外部中断线 EXTI4

KEY1对于外部中断线 EXTI3

KEY2对于外部中断线 EXTI2

WK_UP 对于外部中断线 EXTI0

（3）           完成下列问题

假设KEY3接在PE6上，KEY4接在PE7上，输入方式配置成上拉输入，并分别控制LED0和LED1，每按一次各反转一次。

• 按键初始化代码KEY_Init(void)：

答：

 

   void  KEY_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);

           GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;

           GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

           GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);

}

 

• 中断初始化代码EXTIX_Init(void)：

答：

           void EXTIX_Init(void)

          {

           KEY_Init();

           EXTI_InitTypeDef   EXTI_InitStructure;

           NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;

          

           RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);

          

       //GPIOE.6  KEY3

           GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource6);

                EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line6;    

                         EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;      

                         EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

                         EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

                         EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);     

 

             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;                

  //优先级

          

                 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;        

               NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;                                          

              NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                                    

              NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    

 

  

       //GPIOE.7  KEY3

           GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource6);

                EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line7;    

                         EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;      

                         EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

                         EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

                         EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);     

 

             NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;                

  //优先级

                 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;        

               NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;                                          

               NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                                                                  

               NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   

 

• 中断服务程序函数名为？

答：

void EXTI9_5_IRQHandler(void)

 

• 编写中断服务程序：

答：

void EXTI9_5_IRQHandler(void)

{

   If (EXTI_GetITstatus(EXTI_Line6)==Set)

 {

delay_ms(10);

  if(KEY6==1)

   {

   LED0 =!LED1;

}

                    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line6);

}

 

If (EXTI_GetITstatus(EXTI_Line7)==Set)

 {

  delay_ms(10);

if(KEY7===1)

{

   LED1 =!LED1;

}

                   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7);

}

}

 

• 查看“STM32中文参考手册.pdf”第132-134页，根据“其它STM32F10XXX产品向量表”。

ü     说明STM32F10xxx有多少个中断源？

答：  73个

 

ü     EXTI9_5、和EXTI15_10的中断入口地址是多少？

答： 0x0000_009C

     0x0000_00E0