【嵌入式STM32-05】STM32 外部中断 EXTI 基本原理|库函数程序代码|寄存器_stm32外部中断的原理

STM32外部中断

1.中断基本原理

• 中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行

• 中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源

• 中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回

STM32中断

• 68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设

• 使用NVIC统一管理中断，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级

中断/异常向量表

程序中的中断地址是由编译器分配的，是不固定的

所以需要中断向量表的地址，中断产生后，跳到这个地址

这个地址中存放中断程序的地址，再跳过去

NVIC

• NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位（0~15）决定，这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级

• 抢占优先级高的可以中断嵌套【即先送入CPU处理】

  响应优先级高的可以优先排队【即可以插队在靠前的位置，等待CPU处理】

  抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //放在main.c初始化函数中只调用一次就行
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EXTI

• EXTI（Extern Interrupt）外部中断

• EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序

• 支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发

• 支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断【例如PA0 PB0不能一起用外部中断】

• 通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒

• 触发响应方式：中断响应/事件响应

AFIO

【Alternate Fuction复用功能】

• AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义

• 在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择

外部中断/事件控制器框图

2.STM32 EXTI库函数

参考【STM32固件库使用手册】

所有相关函数

EXTI_Init

请结合

一、EXTI->外部中断/事件控制器框图

四、各寄存器

阅读以下代码

void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)
{
  uint32_t tmp = 0;

  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_EXTI_MODE(EXTI_InitStruct->EXTI_Mode));
  assert_param(IS_EXTI_TRIGGER(EXTI_InitStruct->EXTI_Trigger));
  assert_param(IS_EXTI_LINE(EXTI_InitStruct->EXTI_Line));  
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(EXTI_InitStruct->EXTI_LineCmd));

  tmp = (uint32_t)EXTI_BASE;
     
  if (EXTI_InitStruct->EXTI_LineCmd != DISABLE)
  {
    /* Clear EXTI line configuration */
    EXTI->IMR &= ~EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
    EXTI->EMR &= ~EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
    
    tmp += EXTI_InitStruct->EXTI_Mode;

    *(__IO uint32_t *) tmp |= EXTI_InitStruct->EXTI_Line;

    /* Clear Rising Falling edge configuration */
    EXTI->RTSR &= ~EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
    EXTI->FTSR &= ~EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
    
    /* Select the trigger for the selected external interrupts */
    if (EXTI_InitStruct->EXTI_Trigger == EXTI_Trigger_Rising_Falling)
    {
      /* Rising Falling edge */
      EXTI->RTSR |= EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
      EXTI->FTSR |= EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
    }
    else
    {
      tmp = (uint32_t)EXTI_BASE;
      tmp += EXTI_InitStruct->EXTI_Trigger;

      *(__IO uint32_t *) tmp |= EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
    }
  }
  else
  {
    tmp += EXTI_InitStruct->EXTI_Mode;

    /* Disable the selected external lines */
    *(__IO uint32_t *) tmp &= ~EXTI_InitStruct->EXTI_Line;
  }
}
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完整应用程序

有个分组信息，分一次就行，写在主函数里

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //放在main.c初始化函数中只调用一次就行
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void EXTIX_Init(void)
{	                                       
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);        //开启IO口复用时钟
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource3); //IO口与中断线映射关系

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_3 ;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; 
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3;                  //GPIOx.3【中断屏蔽寄存器】
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;         //中断模式【中断屏蔽寄存器/事件屏蔽寄存器】
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;     //触发方式下降沿【上升/下降沿/软中断触发寄存器】
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                   //使能【中断屏蔽寄存器】
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

void EXTI3_IRQHandler(void)
{
　　if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3)!=RESET)//判断某个线上的中断是否发生 
　　{
　　　　
　　　　EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);   //清除 LINE 上的中断标志位
　　}     
}
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3.STM32 EXTI CubeMX

4.STM32 EXTI 寄存器

参考【STM32F10XXX参考手册】

中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)

interrupt mask register

事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)

event mask register

上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)

Rising edge trigger select register

下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)

Falling edge trigger select register

软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)

Software Interrupt Event Register

挂起寄存器(EXTI_PR)

pending register