STM32学习笔记(白话文理解版)—外部IO中断实验

一、什么是中断

理解定义：
中断是指一个突发事件，中止了CPU当前的工作，转而处理突发事件，处理完成后再回到当前工作中继续执行。

二、中断分类

STM32允许多种多样的中断，如外部IO、ADC、USART、I2C、RTC、USB、PVD等

三、嵌套向量中断控制器(NVIC）

理解:
根据上文我们知道STM32允许多种多样的中断，那同时发生中断怎么办呢？让哪个中断先发生哪个后发生呢？（各个中断间会产生优先级），因此我们需要管理这些中断，NVIC（嵌套向量中断控制器）便能设置各个中断的优先级来管理这些中断
上图分析

• 假设我们要使用外部IO中断，我们要开启相应的中断，同时也要开启中断控制器，确保各中断可以进入中断控制器
• 当产生中断信号时，中断信号进入中断控制器，中断控制器对各中断信号进行排序有先有后，将排序最高的中断任务发送给ARM内核进行处理，处理完成后中断控制器继续发送其他较低优先级的中断进行处理。

四、中断之——EXIT外部IO中断

特点：

1. 所有GPIO口都可设置为中断输入
2. 外部IO可有上升沿、下降沿、高低电平三种触发方式
3. 可选择中断触发或事件触发

五、外部IO中断使用步骤

1. 配置时钟（使能GPIO时钟，启用复用时钟）
2. IO口关联中断通道
3. 配置EXTI中断
4. 配置中断控制器
5. 编写中断处理函数

六、外部IO中断实验

（1）实验功能

最开始LED灯处于熄灭状态，给PA4引脚一个下降沿，进入中断处理函数，其中中断处理函数功能为，使LED灯点亮

（2）主函数部分

函数功能：
函数从主函数依次向下执行：

1. 初始化LED
2. 将LED灯设置为低电平，这是LED灯处于熄灭状态
3. 设置中断优先级（初学默认）
4. 将中断通道进行初始化

#include "stm32f10x.h"
#include "sys.h"
#include "led.h"
#include "nvic.h"
#include "delay.h"
int main(void)
{
    
	LED_Init();//初始化LED（将引脚PA10初始化）
	LED_Low();//设置LED最开始为灭（将引脚PA10设置为低电平）
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级（初学者默认设置就好）
	KEYLED();//中断的初始化
	while(1) 
	{
    
	};
}

（3）LED部分

设置了三个函数：

• LED_Init（）函数：进行LED灯的初始化，其中包括两部分：
  ＊　RCC_APB2PeriphClockCmd（）函数：使能时钟
  ＊　GPIO_Init（）函数：IO引脚的初始化函数，进行个个引脚的初始化配置，主要接受两个参数（配置引脚组，配置的参数）

• LED_Low（）函数：熄灭LED灯
  ＊　GPIO_ResetBits（）函数：（引脚组，引脚组中的几号）使此IO口输出低电平

• LED_High（）函数：点亮LED灯
  ＊　GPIO_SetBits（）函数：（引脚组，引脚组中的几号）使此IO口输出高电平

#include "sys.h"
#include "led.h"
void LED_Init(void)//点灯函数初始化
{
    
	//定义结构体为初始化引脚（GPIO_Init函数）做准备
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	//配置时钟rcc 使能APB2这个时钟，时钟于STM32就像是人的心脏，只有开启心脏，并将心脏置于正确的模式，单片机才能更好的工作
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	
	//配置引脚gpio
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//设置引脚为 推挽输出模式（初学记住就行）
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//配置的是哪个引脚？引脚10
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//配置是什么速度？
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);	
}
void LED_Low(void)//熄灭LED灯
{
    
	//输出低电平
	GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);//引脚组A，引脚组A的10号引脚
}
void LED_High(void)//点亮LED灯
{
    
	//输出高电平
	GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_10);//引脚组A，引脚组A的10号引脚
}

（4）中断部分

配置步骤：

1. 配置时钟
2. IO口关联中断通道
3. 配置EXTI中断
4. 配置中断控制器

#include "nvic.h"
#include "sys.h"
#include "led.h"
/* 1.配置时钟 2.IO口关联中断通道（见下图） 3.配置EXTI中断 4.配置中断控制器 */
void KEYLED(void)
{
    
	NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStruct;	//定义结构体变量
	EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStruct;

	//1.配置时钟：时钟对于STM32就像是人的心脏，我们启动心脏，并讲心脏设置为合理的模式，STM32才能正确的运行
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //启动GPIO时钟 （需要与复用时钟一同启动） 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);//配置端口中断需要启用复用时钟
	//2.IO口关联中断通道（见图解）
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource4);  //定义 GPIO 中断
	//3.配置EXTI中断（和点灯配置相同）
	EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line4;  //定义中断线
	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;    //中断使能
	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;     //中断模式为 中断
	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;   //下降沿触发
	EXTI_Init(& EXTI_InitStruct);//中断初始化：上面4条语句都是为这条铺垫，因为这条的函数参数是结构体变量
	//4.配置中断控制器（和点灯配置相同）
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn;   //中断线 
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;  //使能中断
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;  //抢占优先级 2
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;     //子优先级 2
	NVIC_Init(& NVIC_InitStruct);//中断控制器初始化：上面4条语句都是为这条铺垫，因为这条的函数参数是结构体变量
}

//中断执行函数：
void  EXTI4_IRQHandler(void){
    
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)!=RESET){
    //判断某个线上的中断是否发生 
			//如果发生中断执行下面语句
		LED_High();//开启灯(将引脚PA10设置为高电平)
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);   //清除 LINE 上的中断标志位
	}     
}

关于2. IO口关联中断通道解释：

• STM32的IO口有100多个，但供IO口使用的中断线只有16个，那我们就需要将16个中断线和100多个IO口对应起来，使每个中断标志位对应了许多个GPIO引脚
  eg:EXIT4 对应了PA4、PB4、PC4…PG4

• 故配置外部IO中断部分时需要将IO口和中断联系起来，以此来说明使用了哪个IO口的中断

  eg:本例子使用了PA4引脚的中断，根据图示应该关联EXTI4标志位，关联后就可根据EXTI_Init（）函数 进行外部中断EXTI的配置了
  

六、总结

最开始时LED灯为熄灭状态，通过对外部IO中断的设置，设置为给一个IO端口下降沿后，进入中断处理函数，中断处理函数内执行点亮LED的操作，而后跳出中断处理函数，继续执行主函数。
本篇粗浅介绍了什么是中断，中断的分类，中断中外部IO中断的应用步骤，浅薄的理解了外部IO中断实验，如有不对之处还请批评指正。