【N32L40X】学习笔记04-gpio中断库

gpio中断

  1. 该函数库的目的就是在统一的地方配置，将配置的不同项放置在一个结构体内部
  2. 使用一个枚举来定义一个的别名

NVIC 寄存器

NVIC 相关的寄存器定义了可以在 core_cm4.h 文件中找到。我们直接通过程序的定义来分

析 NVIC 相关的寄存器，其定义如下：

typedef struct{__IOM uint32_t ISER[8U]; /* 中断使能寄存器 */uint32_t RESERVED0[24U];__IOM uint32_t ICER[8U]; /* 中断清除使能寄存器 */uint32_t RSERVED1[24U];__IOM uint32_t ISPR[8U]; /* 中断使能挂起寄存器 */uint32_t RESERVED2[24U];__IOM uint32_t ICPR[8U]; /* 中断解挂寄存器 */uint32_t RESERVED3[24U];__IOM uint32_t IABR[8U]; /* 中断有效位寄存器 */uint32_t RESERVED4[56U];__IOM uint8_t IP[240U]; /* 中断优先级寄存器（8Bit 位宽） */uint32_t RESERVED5[644U];__OM uint32_t STIR; /* 中断触发中断寄存器 */} NVIC_Type;

下面重点介绍这几个寄存器：

ISER[8]：ISER 全称是：Interrupt Set Enable Registers，这是一个中断使能寄存器组。上面说了 CM4 内核支持 256 个中断，这里用 8 个 32 位寄存器来控制，每个位控制一个中断。但是STM32F407 的可屏蔽中断最多只有 82 个，所以对我们来说，有用的就是两个(ISER[0~3])，总共可以表示 128 个中断。而 STM32F407 只用了其中的 82 个。ISER[0]的 bit0~31 分别对应中断031；ISER[1]的bit031 对应中断 32~63; ISER[2]的 bit0~16 对应中断 64~81，这样总共 82 个中断就可以分别对应上了。你要使能某个中断，必须设置相应的 ISER 位为 1，使该中断被使能(这里仅仅是使能，还要配合中断分组、屏蔽、IO 口映射等设置才算是一个完整的中断设置)。

ICER[8]：全称是：Interrupt Clear Enable Registers，是一个中断除能寄存器组。该寄存器组与 ISER 的作用恰好相反，是用来清除某个中断的使能的。其对应位的功能，也和 ISER 一样。这里要专门设置一个 ICER 来清除中断位，而不是向 ISER 写 0 来清除，是因为 NVIC 的这些寄存器都是写 1 有效的，写 0 是无效的。

ISPR[8]：全称是：Interrupt Set Pending Registers，是一个中断使能挂起控制寄存器组。每个位对应的中断和 ISER 是一样的。通过置 1，可以将正在进行的中断挂起，而执行同级或更高级别的中断。写 0 是无效的。

ICPR[8]：全称是：Interrupt Clear Pending Registers，是一个中断解挂控制寄存器组。其作用与 ISPR 相反，对应位也和 ISER 是一样的。通过设置 1，可以将挂起的中断解挂。写 0 无效。

IABR[8]：全称是：Interrupt Active Bit Registers，是一个中断激活标志位寄存器组。对应位所代表的中断和 ISER 一样，如果为 1，则表示该位所对应的中断正在被执行。这是一个只读寄存器，通过它可以知道当前在执行的中断是哪一个。在中断执行完了由硬件自动清零。

IP [240]：全称是：Interrupt Priority Registers，是一个中断优先级控制的寄存器组。这个寄存器组相当重要！STM32F407 的中断分组与这个寄存器组密切相关。IP 寄存器组由 240 个 8bit的寄存器组成，每个可屏蔽中断占用 8bit，这样总共可以表示 240 个可屏蔽中断。而 STM32F407只用到了其中的 82 个。IP[81]~IP[0]分别对应中断 81~0。而每个可屏蔽中断占用的 8bit 并没有全部使用，而是只用了高 4 位。这 4 位，又分为抢占优先级和子优先级。抢占优先级在前，子优先级在后。

中断优先级

STM32 中的中断优先级可以分为：抢占式优先级和响应优先级

每个中断源都需要被指定这两种优先级。抢占式优先级和响应优先级的区别：

抢占优先级：抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断。

响应优先级：抢占优先级相同，响应优先级高的中断不能打断响应优先级低的中断。

还有一种情况就是当两个或者多个中断的抢占式优先级和响应优先级相同时，那么就遵循自然优先级，看中断向量表的中断排序，数值越小，优先级越高。在 NVIC 中由寄存器 NVIC_IPR0-NVIC_IPR59 共 60 个寄存器控制中断优先级，每个寄存器的每 8 位又分为一组，可以分 4 组，所以就有了 240 组宽度为 8bit 的中断优先级控制寄存器，原则上每个外部中断可配置的优先级为 0~255，数值越小，优先级越高。但是实际上 M3 /M4/M7 芯片为了精简设计，只使用了高四位[7:4]，低四位取零，这样以至于最多只有 16 级中断嵌套，即 2^4=16。对于 NVCI 的中断优先级分组：STM32F407 将中断分为 5 个组，组 0~4。该分组的设置是由 SCB->AIRCR 寄存器的 bit10~8 来定义的。具体的分配关系如表 16.1.1.2.1 所示：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wqd7jon9-1689952083562)(./picture/image-20230718172957119.png)]

通过这个表，我们就可以清楚的看到组 0~4 对应的配置关系，例如优先级分组设置为 3，那么此时所有的 82 个中断，每个中断的中断优先寄存器的高四位中的最高 3 位是抢占优先级，低 1 位是响应优先级。每个中断，你可以设置抢占优先级为 0~7，响应优先级为 1 或 0。抢占优先级的级别高于响应优先级。而数值越小所代表的优先级就越高。

结合实例说明一下：假定设置中断优先级分组为 2，然后设置中断 3(RTC_WKUP 中断)的抢占优先级为 2，响应优先级为 1。中断 6（外部中断 0）的抢占优先级为 3，响应优先级为 0。中断 7（外部中断 1）的抢占优先级为 2，响应优先级为 0。那么这 3 个中断的优先级顺序为：

中断 7>中断 3>中断 6。

上面例子中的中断 3 和中断 7 都可以打断中断 6 的中断。而中断 7 和中断 3 却不可以相互打断

exit.c

#include "bsp_include.h"#include "exti/bsp_exti.h"//中断触发回调函数
void call_back_exti_handler (int id)
{//  led_on_blink(LED1);led_on_blink(LED0);
}static exti_t s_extis[EXTI_NUM]= {{GPIOA,GPIO_PIN_0,RCC_APB2_PERIPH_GPIOA,EXTI_LINE0,GPIOA_PORT_SOURCE,GPIO_PIN_SOURCE0,EXTI0_IRQn,call_back_exti_handler},{GPIOA,GPIO_PIN_1,RCC_APB2_PERIPH_GPIOA,EXTI_LINE1,GPIOA_PORT_SOURCE,GPIO_PIN_SOURCE1,EXTI1_IRQn,call_back_exti_handler},{GPIOA,GPIO_PIN_2,RCC_APB2_PERIPH_GPIOA,EXTI_LINE2,GPIOA_PORT_SOURCE,GPIO_PIN_SOURCE2,EXTI2_IRQn,call_back_exti_handler},};static void bsp_exti_rcc_config(exti_t *pexti)
{RCC_EnableAPB2PeriphClk(pexti->gpio_rcc | RCC_APB2_PERIPH_AFIO, ENABLE);}
static void bsp_exti_init(exti_t *pexti)
{GPIO_InitType GPIO_InitStructure;EXTI_InitType EXTI_InitStructure;NVIC_InitType NVIC_InitStructure;/* 时钟配置 */bsp_exti_rcc_config(pexti);/*配置gpio*/if (pexti->pin <= GPIO_PIN_ALL){GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.Pin        = pexti->pin;GPIO_InitStructure.GPIO_Pull  = GPIO_Pull_Down;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Input;GPIO_InitPeripheral(pexti->gpiox, &GPIO_InitStructure);}/*配置外部中断源*/GPIO_ConfigEXTILine(pexti->source_port, pexti->source_pin);/*外部中断配置*/EXTI_InitStructure.EXTI_Line    = pexti->exti_line;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode    = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // EXTI_Trigger_Rising;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitPeripheral(&EXTI_InitStructure);/*设置中断优先级*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = pexti->irq;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x07;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0x00;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//经过测试NVIC_Init函数设置的优先级无效，需要使用NVIC_SetPriority(puartx->irqx,7);NVIC_SetPriority(puartx->irqx,7);
}//一键初始化所有中断线
void bsp_extis_init(void)
{for(int i=0; i<EXTI_NUM; i++){bsp_exti_init(s_extis+i);}
}/*
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
EXTI15_10_IRQHandler
*/
//中断集中处理位置
static void bsp_exti_irq_handler()
{for(int i=0; i<EXTI_NUM; i++){exti_t *pexti = s_extis+i;if (RESET != EXTI_GetITStatus(pexti->exti_line)){EXTI_ClrITPendBit(pexti->exti_line);if(pexti->call_back){pexti->call_back(i);pexti->pulse_cnt++;}}}
}//重置脉冲计数
void bsp_exti_reset_pulse_cnt(void)
{for(int i=0; i<EXTI_NUM; i++){exti_t *pexti = s_extis+i;pexti->pulse_cnt=0;}
}
//获取脉冲计数
uint32_t  bsp_exti_get_pulse_cnt(EM_EXTI_ID id)
{if(EXTI_NUM>id){return s_extis[id].pulse_cnt;}return 0;}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{bsp_exti_irq_handler();
}
void EXTI1_IRQHandler(void)
{bsp_exti_irq_handler();
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{bsp_exti_irq_handler();
}

exit.h

#ifndef _BSP_EXTI_H_
#define _BSP_EXTI_H_#include <stdint.h>
#include "n32l40x.h"typedef enum
{EXTI_1,EXTI_2,EXTI_3,EXTI_NUM//EXTI数量
}EM_EXTI_ID;typedef void (*call_back_exti_fun)(int id);
typedef struct
{GPIO_Module* gpiox;uint16_t pin;uint32_t gpio_rcc;uint32_t exti_line;uint32_t source_port;//中断源分组uint32_t source_pin;//中断pinuint32_t irq;call_back_exti_fun call_back;uint32_t pulse_cnt;}exti_t;	//一键初始化所有中断线
void bsp_extis_init(void);
//重置脉冲计数
void bsp_exti_reset_pulse_cnt(void);
//获取脉冲计数
uint32_t  bsp_exti_get_pulse_cnt(EM_EXTI_ID id);
#endif

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