STM32-外部中断配置-外部中断实验

STM32-外部中断原理与配置

IO口外部中断原理概述

STM32控制器支持的外部中断/事件请求

中断线M3M4M7
EXTI线0~15:对应外部IO口的输入中断。√√√
EXTI线16：连接到PVD输出。√√√
EXTI线17：连接到RTC闹钟事件。√√√
EXTI线18：连接到USB OTG FS唤醒事件。√√√
EXTI线19：连接到以太网唤醒事件。√√
EXTI线20：连接到USB OTG HS(在FS中配置)唤醒事件√√
EXTI线21：连接到RTC入侵和时间戳事件。√√
EXTI线22：连接到RTC唤醒事件。√√
EXSTI线23：连接到LPTIM1异步事件√

IO口外部中断

STM32的每个IO都可以作为外部中断输入。

每个外部中断线可以独立的配置触发方式（上升沿，下降沿或者双边沿触发），触发/屏蔽，专用的状态位。

STM32供IO使用的中断线只有16个，但是STM32F系列的IO口多达上百个，STM32F103ZGT6(112),那么中断线怎么跟io口对应呢？

GPIO和中断线映射关系

GPIOx.0映射到EXTI0

GPIOx.1映射到EXTI1

…

…

GPIOx.14映射到EXTI14

GPIOx.15映射到EXTI15

对于M4/M7，配置寄存器为SYSCFG_EXTIRx

对于M3，配置寄存器为AFIO_EXTICRx

如下图所示，EXTI0[3:0]有4个位，可以配置16个，所以可以从PA0选择到PI0。也就是说16个中断线，最多可以处理16*16个外部引脚的中断。

在这里插入图片描述

可以在手册中找到SYSCFG 外部中断配置寄存器：

在这里插入图片描述

16个中断线就分配16个中断服务函数？

IO口外部中断在中断向量表中只分配了7个中断向量，也就是只能使用7个中断服务函数。

在这里插入图片描述

从表中可以看出，外部中断线5~ 9分配一个中断向量，共用一个服务函数外部中断线10~15分配一个中断向量，共用一个中断服务函数。

中断服务函数列表：

EXTI0_IRQHandler

EXTI1_IRQHandler

EXTI2_IRQHandler

EXTI3_IRQHandler

EXTI4_IRQHandler

EXTI9_5_IRQHandler

EXTI15_10_IRQHandler

IO口外部中断HAL库配置方法

外部中断操作使用到的函数分布文件

stm32fxxx_hal_gpio.h

stm32fxxx_hal_gpio.c

外部中断配置：

外部中断的中断线映射配置和触发方式都是在GPIO初始化函数中完成：

GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; //PA0

GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING; //上升沿触发

GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;

HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef  *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
{uint32_t position;uint32_t ioposition = 0x00;uint32_t iocurrent = 0x00;uint32_t temp = 0x00;/* Check the parameters */assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx));assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin));assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode));assert_param(IS_GPIO_PULL(GPIO_Init->Pull));/* Configure the port pins */for(position = 0; position < GPIO_NUMBER; position++){/* Get the IO position */ioposition = ((uint32_t)0x01) << position;/* Get the current IO position */iocurrent = (uint32_t)(GPIO_Init->Pin) & ioposition;if(iocurrent == ioposition){/*--------------------- GPIO Mode Configuration ------------------------*//* In case of Alternate function mode selection */if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD)){/* Check the Alternate function parameter */assert_param(IS_GPIO_AF(GPIO_Init->Alternate));/* Configure Alternate function mapped with the current IO */temp = GPIOx->AFR[position >> 3];temp &= ~((uint32_t)0xF << ((uint32_t)(position & (uint32_t)0x07) * 4)) ;temp |= ((uint32_t)(GPIO_Init->Alternate) << (((uint32_t)position & (uint32_t)0x07) * 4));GPIOx->AFR[position >> 3] = temp;}/* Configure IO Direction mode (Input, Output, Alternate or Analog) */temp = GPIOx->MODER;temp &= ~(GPIO_MODER_MODER0 << (position * 2));temp |= ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE) << (position * 2));GPIOx->MODER = temp;/* In case of Output or Alternate function mode selection */if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) ||(GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_OD) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD)){/* Check the Speed parameter */assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));/* Configure the IO Speed */temp = GPIOx->OSPEEDR; temp &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR0 << (position * 2));temp |= (GPIO_Init->Speed << (position * 2));GPIOx->OSPEEDR = temp;/* Configure the IO Output Type */temp = GPIOx->OTYPER;temp &= ~(GPIO_OTYPER_OT_0 << position) ;temp |= (((GPIO_Init->Mode & GPIO_OUTPUT_TYPE) >> 4) << position);GPIOx->OTYPER = temp;}/* Activate the Pull-up or Pull down resistor for the current IO */temp = GPIOx->PUPDR;temp &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0 << (position * 2));temp |= ((GPIO_Init->Pull) << (position * 2));GPIOx->PUPDR = temp;/*--------------------- EXTI Mode Configuration ------------------------*//* Configure the External Interrupt or event for the current IO */if((GPIO_Init->Mode & EXTI_MODE) == EXTI_MODE){/* Enable SYSCFG Clock */__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();temp = SYSCFG->EXTICR[position >> 2];temp &= ~(((uint32_t)0x0F) << (4 * (position & 0x03)));temp |= ((uint32_t)(GPIO_GET_INDEX(GPIOx)) << (4 * (position & 0x03)));SYSCFG->EXTICR[position >> 2] = temp;/* Clear EXTI line configuration */temp = EXTI->IMR;temp &= ~((uint32_t)iocurrent);if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_IT) == GPIO_MODE_IT){temp |= iocurrent;}EXTI->IMR = temp;temp = EXTI->EMR;temp &= ~((uint32_t)iocurrent);if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_EVT) == GPIO_MODE_EVT){temp |= iocurrent;}EXTI->EMR = temp;/* Clear Rising Falling edge configuration */temp = EXTI->RTSR;temp &= ~((uint32_t)iocurrent);if((GPIO_Init->Mode & RISING_EDGE) == RISING_EDGE){temp |= iocurrent;}EXTI->RTSR = temp;temp = EXTI->FTSR;temp &= ~((uint32_t)iocurrent);if((GPIO_Init->Mode & FALLING_EDGE) == FALLING_EDGE){temp |= iocurrent;}EXTI->FTSR = temp;}}}
}

和串口中断一样，HAL库同样提供了外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler，我们在外部中断服务函数中会调用该函数处理中断。

//中断服务函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);//调用中断处理公用函数
}void EXTI2_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);//调用中断处理公用函数
}

HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler函数内部通过判断中断来源引脚，最终调用外部中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback来处理中断。

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{/* EXTI line interrupt detected */if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET){__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);}
}

然后找到定义，可以看到HAL_GPIO_EXTI_Callback是一个弱函数

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{/* Prevent unused argument(s) compilation warning */__IO uint32_t tmpreg = 0x00;UNUSED(tmpreg); /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file*/
}

用户最终编写中断处理回调函数来编写中断处理逻辑

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{switch(GPIO_Pin){case GPIO_PIN_0://控制逻辑break;case GPIO_PIN_2://控制逻辑break;}
}

外部中断的一般配置步骤：

① 使能IO口时钟。

② 初始化IO口，设置触发方式：HAL_GPIO_Init();

③ 设置中断优先级，并使能中断通道。

④ 编写中断服务函数：函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。

⑤ 编写外部中断回调函数：HAL_GPIO_EXTI_Callback;

按键硬件连接

key0按下低电平，松开应该是高电平，所以key0设置为上拉输入，松开的时候高，按下低，所以按下的时候是下降沿，因此就下降沿触发。

在这里插入图片描述

KEY0->PH3 上拉输入，下降沿触发

KEY1->PH2 上拉输入，下降沿触发

KEY2->PC13 上拉输入，下降沿触发

WK_UP->PA0 下拉输入，上升沿触发

IO口外部中断实验

按键KEY0按下： 同时控制LED0和LED1翻转。

按键KEY1按下： LED1状态翻转。

按键KEY2按下： LED0翻转。

按键WK_UP按下：控制LED0和LED1互斥点亮。

根据外部中断的配置的五个步骤，可以写出代码：

① 使能IO口时钟。

② 初始化IO口，设置触发方式：HAL_GPIO_Init();

③ 设置中断优先级，并使能中断通道。

④ 编写中断服务函数：函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。

⑤ 编写外部中断回调函数：HAL_GPIO_EXTI_Callback;

首先编写exti.h文件：

#ifndef _EXTI_H
#define _EXTI_H
#include "sys.h"void EXTI_Init(void);#endif

然后编写exti.c文件

写出里面要用到的函数

#include "exti.h"void EXTI_Init(void)
{}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{}

然后进行函数编写，首先是 使能IO口时钟、初始化IO口，设置触发方式，然后是设置中断优先级，并使能中断通道

void EXTI_Init(void)
{//使能IO口时钟、初始化IO口，设置触发方式GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();           //开启GPIOA时钟__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();           //开启GPIOC时钟__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();           //开启GPIOH时钟GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0;            //PA0GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING;      //IT是外部中断 RISING上升沿触发GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;        //下拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_13;           //PC13GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_FALLING;      //下降沿触发GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3; //PH2,3HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);//设置中断优先级，并使能中断通道HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);				HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,2,0);			HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);				HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn,2,1);			HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);				HAL_NVIC_SetPriority(EXTI3_IRQn,2,2);			HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);				HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,2,3);		
}

然后在后面编写中断服务函数：函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。和 编写外部中断回调函数：HAL_GPIO_EXTI_Callback;

void EXTI0_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);
}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_3);
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13);
}void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{delay_ms(100);//消抖switch(GPIO_Pin){case GPIO_PIN_0://WK_UPif(WK_UP==1){LED1=!LED1;LED0=!LED1;}break;case GPIO_PIN_13://KEY2if(KEY2==1){LED0=!LED0;}break;case GPIO_PIN_2://KEY1if(KEY1==1){LED1=!LED1;}break;case GPIO_PIN_3://KEY0if(KEY0==1){LED0=!LED0;LED1=!LED1;}break;}
}

然后开始写main函数：

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"int main(void)
{HAL_Init();                     //初始化HAL库   Stm32_Clock_Init(360,25,2,8);   //设置时钟,180Mhzdelay_init(180);                //初始化延时函数uart_init(115200);              //初始化USARTLED_Init();                     //初始化LED EXTI_Init();while(1){printf("OK\r\n");delay_ms(1000)}
}

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