采用STM32CubeMX和HAL库的外部中断设计实例

STM32F1外部中断的硬件设计

STM32F1外部中断的软件设计

通过Keil MDK实现工程通过Keil MDK实现工程的步骤如下：

中断在嵌入式应用中占有非常重要的地位，几乎每个控制器都有中断功能。中断对保证紧急事件在第一时间处理是非常重要的。设计使用外接的按键作为触发源，使得控制器产生中断，并在中断服务函数中实现控制RGB彩灯的任务。

STM32F1外部中断的硬件设计

外部中断设计实例的硬件设计同按键的硬件设计，如图所示。从按键的原理图可知，这些按键在没有被按下的时候，GPIO引脚的输入状态为低电平 (按键所在的电路不通，引脚接地)，当按键按下时，GPIO引脚的输入状态为高电平(按键所在的电路导通，引脚接到电源)。轻触按键在按下时会使得引脚接通，通过电路设计可以使得按下时产生电平变化。在本实例中，我们根据图5-33所示的电路设计一个示例，通过按键控制LED，如下：（1）按下KEY1，LED变亮；再按下KEY1，LED变暗。（2）按下并弹开KEY2，LED变亮；再按下并弹开KEY2，LED变暗。

STM32F1外部中断的软件设计

下面讲述如何通过STM32CubeMX新建工程、如何通过Keil MDK实现工程。 1. 通过STM32CubeMX新建工程通过STM32CubeMX新建工程的步骤如下：

（1）新建文件夹 Demo目录下新建文件夹EXTI，这是保存本章新建工程的文件夹。

（2）新建STM32CubeMX工程在STM32CubeMX开发环境中新建工程。

（3）选择MCU或开发板 Commercial Part Number和MCUs/MPUs List选择STM32F103ZET6，选择Start Project启动工程。

（4）保存STM32Cube MX工程使用STM32CubeMX菜单File→Save Project，保存工程。

（5）生成报告使用STM32CubeMX菜单File→Generate Report生成当前工程的报告文件。

（6）配置MCU时钟树 STM32CubeMX Pinout & Configuration子页面下，选择System Core→RCC，High Speed Clock（HSE）根据开发板实际情况，选择Crystal/Ceramic Resonator（晶体/陶瓷晶振）。

STM32CubeMX切换到Clock Configuration子页面下，根据开发板外设情况配置总线时钟。此处配置PLL Source Mux为HSE，PLLMul为9倍频72MHz，System Clock Mux为PLLCLK，APB1 Prescaler为X2，其余默认设置即可。

（7）配置MCU外设根据LED和KEY电路，整理出MCU连接的GPIO引脚的输入/输出配置，如表所示。

进行GPIO引脚配置。具体步骤如下。 STM32CubeMX Pinout & Configuration子页面下选择System Core→GPIO，对使用的GPIO口进行设置。LED输出端口：LED1_RED（PB5）、LED2_GREEN（PB0）和LED3_BLUE （PB1）。按键输入端口：KEY1（PA0）和KEY2（PC13），配置为GPIO_EXTI模式。作为中断/时间输入线把GPIO配置为中断上升沿触发模式，这里不使用上拉或下拉，由外部电路完全决定引脚的状态。按键1使用下降沿触发方式，按键2为上升沿触发方式。 PA0配置为下降沿触发方式External lnterrupt Mode with Falling edge trigger detection和不使用上拉或下拉No pull-up and no pull-down，PC13配置为上升沿触发方式External lnterrupt Mode with Rising Trigger detection和不使用上拉或下拉No pull-up and no pull-down

切换到STM32CubeMX Pinout & Configuration子页面下选择System Core→NVIC，修改Priority Group为2 bits for pre-emption priority（2位抢占优先级），Enabled栏勾选EXTI line0 interrupt和EXTI line[15:10] interrupts。修改Preemption Priority（抢占优先级）和Sub Priority（子优先级）

Code Generation 页面Select for init sequence ordering栏勾选EXTI line0 interrupt和EXTI line[15:10] interrupts。NVIC Code Generation配置页面

（8）配置工程 STM32CubeMX Project Manager子页面Project栏下Toolchain/IDE选择MDK-Arm，Min Version选择V5，可生成Keil MDK工程；选择STM32CubeDE，可生成STM32CubeIDE工程。

（9）生成C代码工程 STM32CubeMX主页面，单击GENERATE CODE按钮生成C代码工程。

通过Keil MDK实现工程通过Keil MDK实现工程的步骤如下：

（1）打开工程打开EXTI\MDK-Arm文件夹下的工程文件。

（2）编译STM32CubeMX自动生成的MDK工程在MDK开发环境中通过菜单Project→Rebuild all target files或工具栏 Rebuild按钮编译工程。

（3）STM32CubeMX自动生成的MDK工程 main.c文件中函数main()依次调用了HAL_Init()函数用于复位所有外设，初始化Flash接口和Systick定时器。SystemClock_Config()函数用于配置各种时钟信号频率。MX_GPIO_Init()函数初始化GPIO引脚。在STM32CubeMX中，为LED和KEY连接的GPIO引脚设置了用户标签，这些用户标签的宏定义在文件main.h里。代码如下：

/* Private defines ---------------------------------------------------*/
#define KEY2_Pin GPIO_PIN_13
#define KEY2_GPIO_Port GPIOC
#define KEY2_EXTI_IRQn EXTI15_10_IRQn
#define KEY1_Pin GPIO_PIN_0
#define KEY1_GPIO_Port GPIOA
#define KEY1_EXTI_IRQn EXTI0_IRQn
#define LED2_GREEN_Pin GPIO_PIN_0
#define LED2_GREEN_GPIO_Port GPIOB#define LED3_BLUE_Pin GPIO_PIN_1
#define LED3_BLUE_GPIO_Port GPIOB
#define LED1_RED_Pin GPIO_PIN_5
#define LED1_RED_GPIO_Port GPIOB
/* USER CODE BEGIN Private defines */
文件gpio.c包含了函数MX_GPIO_Init()的实现代码，如下。
void MX_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};/* GPIO Ports Clock Enable */__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();/*Configure GPIO pin Output Level */HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, 
LED2_GREEN_Pin|LED3_BLUE_Pin|LED1_RED_Pin, GPIO_PIN_SET);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = KEY2_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(KEY2_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pin : PtPin */GPIO_InitStruct.Pin = KEY1_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(KEY1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);/*Configure GPIO pins : PBPin PBPin PBPin */GPIO_InitStruct.Pin = LED2_GREEN_Pin|LED3_BLUE_Pin|LED1_RED_Pin;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

本实验使用到了中断，因此main()函数调用中断初始化函数MX_NVIC_Init()。MX_NVIC_Init()是在文件main.c中定义的函数，它的代码里调用了HAL_NVIC_SetPriority()和HAL_NVIC_EnableIRQ()，用于设置中断的优先级和使能中断。MX_NVIC_Init()实现的代码如下。

static void MX_NVIC_Init(void) {   /* EXTI0_IRQn interrupt configuration */   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 0, 0);   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);  /* EXTI15_10_IRQn interrupt configuration */   HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);   HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn); }

（4）新建用户文件在EXTI\Core\Src下新建bsp_led.c和bsp_exti.c，在EXTI\Core\Inc下新建bsp_led.h和bsp_exti.h。将bsp_led.c和bsp_exti.c添加到工程Application/User/Core文件夹下。（5）编写用户代码 bsp_led.h和bsp_led.c文件实现LED操作的宏定义和LED初始化。 stm32f1xx_it.c中根据STM32CubeMX的NVIC配置，自动生成相应的中断函数。本实例自动生成的外部中断函数，如下。

void EXTI0_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY1_Pin); } void EXTI15_10_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY2_Pin); } bsp_exti.h和bsp_exti.c添加外部中断的回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback()的处理。按键1让LED1翻转其状态，按键2让LED2翻转其状态。

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{if(GPIO_Pin == KEY1_Pin){// LED1 取反		LED1_TOGGLE;}  else if(GPIO_Pin == KEY2_Pin) {// LED2 取反	LED2_TOGGLE;}  }

main.c文件添加对用户自定义头文件的引用。 /* Private includes ---------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ #include " bsp_led.h" #include "bsp_exti.h" /* USER CODE END Includes */ main.c文件添加对LED的初始化，按键的处理在中断服务程序中已完成，主函数不再操作。

/* USER CODE BEGIN 2 *//* LED 初始化 */LED_GPIO_Config();/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}

（6）重新编译工程重新编译添加代码后的工程。

（7）配置工程仿真与下载项在MDK开发环境中通过菜单Project→Options for Target或工具栏配置工程。打开Debug选项卡，选择使用的仿真下载器ST-Link Debugger。Flash Download下勾选Reset and Run选项。单击确定。

（8）下载工程连接好仿真下载器，开发板上电。在MDK开发环境中通过菜单Flash→Download或工具栏下载工程。

工程下载完成后，此时RGB彩色灯是暗的。如果按下开发板上的按键1，RGB彩灯变亮，再按下按键1，RGB彩灯又变暗；如果按下开发板上的按键2并弹开，RGB彩灯变亮，再按下开发板上的KEY2并弹开，RGB彩灯又变暗。按键按下表示上升沿，按键弹开表示下降沿，跟软件设置是一样的。