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江科大stm32视频学习笔记——中断的应用：对射式红外传感器计次&旋转编码器计次_江科大stm32配件 对射式红外传感器

作者：AllinToyou | 2024-04-20 12:49:51

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江科大stm32配件 对射式红外传感器

目录

一、中断系统的结构框图及硬件介绍

1.1 外部中断结构

1.2 硬件介绍

 二、对射式红外传感器计次

2.1 硬件连接图

2.2 代码 

CountSensor.c

main.c

2.3 bug调试 

三、旋转编码器计次

3.1 硬件连接图 

3.2 代码 

Encoder.c 

main.c

3.3 bug调试

一、中断系统的结构框图及硬件介绍

1.1 外部中断结构

GPIO：(A-G)有多个分组，每组有16个引脚

AFIO：只有一组线到EXTI，AFIO在中间充当数据选择器

EXTI：用来检测其配置的引脚电平变化，并将信息发送到NVIC

NVIC：配置中断优先级,根据优先级顺序传至CPU进行处理

1.2 硬件介绍

 二、对射式红外传感器计次

2.1 硬件连接图

2.2 代码 

  • CountSensor.c

    //第一步：配置RCC时钟，把涉及外设的时钟都打开
    //第二步：配置GPIO，设置为输入模式
    //第三步：配置AFIO，选择某个GPIO口连接到EXTI(边缘检测及控制器)
    //第四步：配置EXTI（不需要开启时钟，原因不详），选择边沿触发方式和触发响应方式
    //边沿触发方式：上升沿、下降沿、或者双边沿，触发响应方式：中断响应和事件响应
    //第五步：配置NVIC（内核的外设，不需要开启时钟）,给中断选择一个合适的优先级 

  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2.  
  3. uint16_t CountSensor_Count;
  4.  
  5. void CountSensor_Init(void)
  6. {
  7.     //开启外设时钟，EXTI和NVIC自动开启，无需设置
  8.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  9.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  10.     
  11.     //配置GPIO
  12.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  13.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  14.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
  15.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  16.     GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  17.     
  18.     //配置AFIO的数据选择器，选择想要的中断引脚
  19.     GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);
  20.     
  21.     //配置EXTI
  22.     EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
  23.     EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;                 //配置EXTI第14条线路
  24.     EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                   //开启中断
  25.     EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;         //设置为中断模式
  26.     EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;     //下降沿触发
  27.     EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
  28.     
  29.     //配置NVIC（分组方式整个工程只能用一种）
  30.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);             //优先级分组
  31.     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;                  
  32.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;        //指定中断请求通道
  33.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;             //使能中断请求通道
  34.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;   //NVIC抢占优先级
  35.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;          //NVIC响应优先级
  36.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  37. }
  38.  
  39. //也可以通过在主程序中声明外部变量将值传至主程序
  40. uint16_t CountSensor_Get(void)
  41. {
  42.     return CountSensor_Count;
  43. }
  44.  
  45. //中断函数不需要声明，因为不需要调用，是直接申明的
  46. //中断函数都是无参，无返回值
  47. //中断函数的名字都是固定的，在启动文件里粘贴过来
  48. void EXTI15_10_IRQHandler(void)    
  49. {
  50.     //因为10-15通道都可以进来，故要判断是不是想要的14通道进来
  51.     if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET)
  52.     {
  53.         //如果出现数据乱跳的现象，可再次判断引脚电平，以避免抖动
  54.         if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0)
  55.         {
  56.             CountSensor_Count ++;
  57.         }
  58.         //中断程序结束后，一定要再调用一下清除中断标志位的函数，
  59.         //只要中断标志位置1，程序就会跳转到中断函数
  60.         //如果不清除中断标志位，就会一直申请中断，
  61.         //这样程序就会不断响应中断，执行中断函数，程序就会卡死在中断函数中
  62.         EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
  63.     }
  64. }

  • main.c

  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2. #include "OLED.h"
  3. #include "CountSensor.h"
  4.  
  5. int main()
  6. {
  7. 	OLED_Init();
  8. 	OLED_ShowString(1, 1, "Count:");	// 显示一个字符串
  9. 	CountSensor_Init();
  10. 	
  11. 	while(1)
  12. 	{
  13. 		OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5);
  14. 	}
  15. }
  16.

2.3 bug调试 

  • 现象：计数器乱跳
  • 归因：触发时抖动造成
  • 解决方案：再次判断引脚电平，上升沿触发判据为1，下降沿触发判据为0，双边触发无需再次判断。实测仍不够稳定，在此基础上，两次判断之间加1ms延时，实测稳定。
  • 后续测试：在强光直射环境、使用镊子，纸张等不同遮挡介质，更改GPIO_Mode_IPU、GPIO_Mode_IPD模式对稳定性均无影响。

三、旋转编码器计次

3.1 硬件连接图 

3.2 代码 

  • Encoder.c 

  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2.  
  3. int16_t Encoder_Count;
  4.  
  5. void Encoder_Init(void)
  6. {
  7. 	// 开启所需要使用的外设的时钟，EXTI和NVIC的时钟自动开启
  8. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  9. 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
  10. 	
  11. 	// 配置GPIO
  12. 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
  13. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
  14. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;
  15. 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  16. 	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
  17. 	
  18. 	// 配置AFIO
  19. 	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);		// 将AFIO的第0个数据选择器拨到GPIOB上
  20. 	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);		// 将AFIO的第1个数据选择器拨到GPIOB上
  21. 	
  22. 	// 配置EXTI（将EXTI的第0和1条线路配置为中断触发模式）
  23. 	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;	// 定义结构体变量
  24. 	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;		// EXTI对应的输入线路，该变量可以时EXTI_Linex的任意组合
  25. 	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;		// 是否开启中断
  26. 	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;		// EXTI配置为中断触发模式
  27. 	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;	// 下降沿触发
  28. 	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
  29. 	
  30. 	// 配置NVIC（分组方式整个芯片只能用同一种）
  31. 	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);		// NVIC中断优先级分组
  32. 	// 对两个通道都进行优先级设置
  33. 	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;	// 这个变量可以重复使用
  34. 	
  35. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
  36. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	// 指定中断通道是使能还是失能
  37. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	// NVIC配置抢占优先级
  38. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;	// NVIC配置响应优先级
  39. 	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  40. 	
  41. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
  42. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	// 指定中断通道是使能还是失能
  43. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	// NVIC配置抢占优先级
  44. 	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;	// NVIC配置响应优先级
  45. 	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
  46. }
  47.  
  48. int16_t Encoder_Get(void)
  49. {
  50. //	return Encoder_Count;
  51. 	// 这里也可不不直接返回Encoder_Count，选择返回Encoder_Count的变化量
  52. 	int16_t Temp;
  53. 	Temp = Encoder_Count;
  54. 	Encoder_Count = 0;
  55. 	return Temp;
  56. }
  57.  
  58. void EXTI0_IRQHandler(void)
  59. {
  60. 	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)	// 检查EXTI_Line0的中断标志位是否为1
  61. 	{
  62. 		if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0)	// 检查PB0是否稳定在0，方式数字乱跳
  63. 		{			
  64. 			if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)	// 反转（A的下降沿时B为低电平）
  65. 			{
  66. 				Encoder_Count --;
  67. 			}
  68. 		}
  69. 		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);	// 清除EXTI_Line0的中断标志位	
  70. 	}
  71. }
  72.  
  73. void EXTI1_IRQHandler(void)
  74. {
  75. 	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)	// 检查EXTI_Line1的中断标志位是否为1
  76. 	{
  77. 		if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0)	// 检查PB1是否稳定在0，方式数字乱跳
  78. 		{			
  79. 			if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0)	// 正转（B的下降沿时A为低电平）
  80. 			{
  81. 				Encoder_Count ++;
  82. 			}
  83. 		}
  84. 		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);	// 清除EXTI_Line1的中断标志位	
  85. 	}
  86. }
  87.

  • main.c

  1. #include "stm32f10x.h"                  // Device header
  2. #include "OLED.h"
  3. #include "Encoder.h"
  4.  
  5. int16_t Num = 0;
  6.  
  7. int main()
  8. {
  9. 	OLED_Init();
  10. 	OLED_ShowString(1, 1, "Num:");	// 显示一个字符串
  11. 	Encoder_Init();
  12. 	
  13. 	while(1)
  14. 	{
  15. 		Num += Encoder_Get();
  16. 		OLED_ShowSignedNum(1, 5, Num, 5);
  17. 	}
  18. }
  19.

3.3 bug调试

现象：计数器乱跳，非线性

归因：实测结论为连接性问题，旋转编码器直接插在面包板上，旋转旋钮时，易造成抖动。

解决方案：将旋转编码器引脚全部改用杜邦线接出来，实测结果稳定，一圈计数20。

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