STM32单片机入门学习——第12节: [5-2]对射式红外传感器计次旋转编码器计次

写这个文章是用来学习的,记录一下我的学习过程。希望我能一直坚持下去,我只是一个小白,只是想好好学习,我知道这会很难，但我还是想去做！

本文写于：2025.04.03

STM32开发板学习——第12节: [5-2]对射式红外传感器计次&旋转编码器计次

  • 前言
  • 开发板说明
  • 引用
  • 解答和科普
  • 一、外部中断代码
  • 二、旋转编码器计次
  • 问题
  • 总结

前言

   本次笔记是用来记录我的学习过程,同时把我需要的困难和思考记下来,有助于我的学习，同时也作为一种习惯,可以督促我学习,是一个激励自己的过程,让我们开始32单片机的学习之路。
   欢迎大家给我提意见,能给我的嵌入式之旅提供方向和路线，现在作为小白,我就先学习32单片机了,就跟着B站上的江协科技开始学习了.
   在这里会记录下江协科技32单片机开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容，因为我之前有一个开发板,我大概率会用我的板子模仿着来做.让我们一起加油！
   另外为了增强我的学习效果：每次笔记把我不知道或者问题在后面提出来,再下一篇开头作为解答！

开发板说明

   本人采用的是慧净的开发板,因为这个板子是我N年前就买的板子,索性就拿来用了。另外我也购买了江科大的学习套间。
   原理图如下
1、开发板原理图
在这里插入图片描述
2、STM32F103C6和51对比
在这里插入图片描述
3、STM32F103C6核心板
在这里插入图片描述

视频中的都用这个开发板来实现,如果有资源就利用起来。另外也计划实现江协科技的套件。

下图是实物图
在这里插入图片描述

引用

【STM32入门教程-2023版 细致讲解 中文字幕】
还参考了下图中的书籍:
STM32库开发实战指南：基于STM32F103（第2版）
在这里插入图片描述
数据手册

解答和科普

一、外部中断代码

在这里插入图片描述
DO数字输出端，随便接一个GPIO，当我们的挡光片或者编码器在对射式红外传感器中间经过时，这个DO就会输出电平跳变的信号，就会触发STM32 PB14口的中断，我们在中断函数中，执行变量++的程序，然后主循环里调用OLED显示这个变量。
在这里插入图片描述
第一步，配置RCC，把我们这里涉及的外设的时钟都打开
第二步,配置GPIO。选择我们的端口为输入模式
第三步，配置AFIO,选择我们用的这一路GPIO,连接到后面的EXTI
第四步, 配置EXTI,选择边沿触发方式，比如上升沿、下降沿或者双边沿
还有选择触发响应方式，可以选择中断响应和事件响应
第五步,配置NVIC,给我们这个中断选择一个合适的优先级，最后通过NVIC，外部中断信号就能进入CPU了。
这样CPU才能收到中断信号，才能跳转到中断函数里执行中断程序。

配置时钟

void CounterSensor_Init(void)		//外部中断配置
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);		//开启APB2的GPIOB的外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);			//开启APB2的AFIO的时钟//接着还有EXTI和NVIC两个外设：这两个外设时钟一直都是打开着的，不需要我们再开启时钟了

EXTI和NVIC这两个外设的时钟是一直都制开着的,不需要我们再开启时钟了.
NVIC是内核的外设,内核的外设都是不需要开启时钟的，和CPU一起住在皇宫里的。

配置GPIO

	GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;			//上拉输入默认高电平GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

对于中断来说:要选择浮空输入、上拉输入、或者下拉输入。这其中的一个模式（可以看参考文档）

配置AFIO
在这里插入图片描述

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource8);

当执行完这个函数后，AFIO的第8个数据选择器就拨好了，其中输入端被拨到了GPIOA外设上，对应的就是PA8引脚，输出端固定连接的是EXIT的第8个中断线路，这样PA8引脚的电平信号就可以顺利通过AFIO，进入到后级EXTI电路了。

配置EXTI
在这里插入图片描述
对于标志位，有的比较紧急，在指标值位后会触发中断，在中断函数里，如果你想查看标志位和清除标志位，就用下面两个函数；
所以你现在主程序里查看和清除标志位，就用上面两个函数；
如果想在中断函数里查看和清除标志位，就用下面两个函数。
都是读写寄存器，只不过下面两个函数只能读写与中断有关的标志位，并且对中断是否允许做出来判断，而上面的这两个函数只是一般的读写标志位，没有额外的处理，能不能触发中断的标志位都能读取，所以建议主程序用上面两个，中断程序里用下面两个。只不过是进行了区分。

	EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line8 ;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger= EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

现在的配置是：将EXTI的第8个线路配置为中断模式，下降沿触发，然后开启中断，这样PA8的电平信号就能通过EXTI通向下一级NVIC了。

配置NVIC
NVIC是内核外设，所以它的库函数是被ST发配到杂项这里来了，打开misc.h文件
在这里插入图片描述
1、分组
2、配置一下初始化参数

在这里插入图片描述
定义不在本文件在stm32f10x.h文件
中断通道列表
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);		//只能用一组，放在模块中进行分组，要确保每个模块分组都选的同一个NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel= EXTI15_10_IRQn   ;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

外部中断函数配置完成
外部信号从GPIO到AFIO，再到EXTI，再到NVIC，最终通向CPU，这样才能让CPU由主程序跳转到中断程序执行。中断程序应该放到哪里呢？

中断函数
在STM32中，中断函数都是固定的，每个中断通道都对应一个中断函数，中断函数的名字可以参考一下启动文件，
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

这就是中断函数的格式，中断函数都是无参无返回值的，中断函数名字不要写错了，写错了就进不了中断了，最好是直接从启动文件复制过来，这样就不会有问题。
在中断函数里，一般都是先进行一个中断标志位的判断，确保是我们想要的中断源触发的这个函数，因为这个函数EXTI5和EXTI9都能进来，所以要先判断是不是我们想要的EXTI8进来的，
这个时候就需要去exti.h看一下，

if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8)==SET){}

判断一下是不是返回值为SET,如果是的话，我们就可以执行中断程序了，最后中断程序结束后，一定要调用一下清除中断标志位的函数，因为只要中断标志位置1了，程序就会跳转到中断函数，如果你不清除中断标志位，那它就会一直申请中断，这样程序就会一直响应中断，执行中断函数，那么程序就卡死在中断函数里了，所以我们每次中断函数结束后，都应该清除一下中断标志位。

void  EXTI9_5_IRQHandler (void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8)==SET){EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);}}

测试能不能进入中断

将 Dialog修改为DARMSTM.DLL Parameter修改为-pSTM32F103C8（这里请根据你的芯片填写型号）

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"int main(void)
{OLED_Init();OLED_ShowString(1,1,"Hello STM32 MCU");OLED_ShowString(2,1,"Count:");CounterSensor_Init();while(1){OLED_ShowNum(2,7,CounterSensor_Get(),5);}
}

Key.C和H

#include "stm32f10x.h"                  // Device headeruint16_t  CounterSensor_Count;void CounterSensor_Init(void)		//外部中断配置
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);		//开启APB2的GPIOB的外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);			//开启APB2的AFIO的时钟//接着还有EXTI和NVIC两个外设：这两个外设时钟一直都是打开着的，不需要我们再开启时钟了GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;			//上拉输入默认高电平GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource8);EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line8 ;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger= EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);		//只能用一组，放在模块中进行分组，要确保每个模块分组都选的同一个NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=  EXTI9_5_IRQn     ;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}uint16_t  CounterSensor_Get(void)
{return  CounterSensor_Count;
}
void  EXTI9_5_IRQHandler (void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8)==SET){CounterSensor_Count++;EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);}}
#ifndef  __COUNT_SENSOR_H
#define  __COUNT_SENSOR_Hvoid CounterSensor_Init(void);
uint16_t  CounterSensor_Get(void);
#endif

实现现象
按键触发外部中断，实现计数加1，下降沿触发，感觉按键必须得加入消抖程序。

按键触发外部中断计数加1

二、旋转编码器计次

在这里插入图片描述
旋转编码器，下面这两个A,B相的输出引脚，分别接到了STM32的PB0和PB1两个引脚。
在这里插入图片描述
正向旋转时，A,B相输出的是这样的波形，反向旋转时，输出是下面的波形，如果把一相的下降沿用作触发中断，在中断时刻读取另一相的电平，正转就是高电平，反转就是低电平，这样就能区分旋转方向了，这不过有一点小瑕疵；
A，B相都触发中断，只有在B相下降沿和A相低电平时，才判断为正转，在A相下降沿和B相低电平时，才判断为反转，这样就能保证正转和反转都是转到位了，才执行数字加减的操作，同时也演示一下两个中断的初始化代码。
main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
#include "OLED.h"
#include  "Encoder.h"int16_t Num;int main(void)
{OLED_Init();Encoder_Init();OLED_ShowString(1,2,"Hello STM32 MCU");OLED_ShowString(2,1,"Num:");while(1){Num+=Encoder_Get();		//Get是旋转编码器产生的正负脉冲数，所以这个返回值+=Num，就能对Num进行加减操作了OLED_ShowSignedNum(2,5,Num,5);}
}

Encoder.c和h

#include "stm32f10x.h"                  // Device headerint16_t		Encoder_Count;void Encoder_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);		//开启APB2的GPIOB的外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);			//开启APB2的AFIO的时钟//接着还有EXTI和NVIC两个外设：这两个外设时钟一直都是打开着的，不需要我们再开启时钟了GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;			//上拉输入默认高电平GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource1);	//EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0|EXTI_Line1 ;		//EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger= EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);		//只能用一组，放在模块中进行分组，要确保每个模块分组都选的同一个NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=  EXTI0_IRQn     ;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=  EXTI1_IRQn     ;	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}int16_t Encoder_Get(void)	//返回变化值用于外部加减一个变量
{int16_t Temp;Temp=Encoder_Count;Encoder_Count=0;return Temp;
}void EXTI0_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)==SET){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)){Encoder_Count--;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);}
}void EXTI1_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)==SET){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)){Encoder_Count++;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);}
}
#ifndef   __ENCODER_H
#define	  __ENCODER_Hvoid Encoder_Init(void);
int16_t  Encoder_Get(void);#endif

实验现象

旋转编码器计次

**第一个就是，在这个中断函数里。最好不要执行耗时过长的代码，:中断函数要简短快速。别刚进中断就执行一个Delay多少毫秒这样的代码, 因为中断是处理突发的事情。如果你为了一个突发的事情待着中断里不出来了, 那主程序就会受到严重的阻塞。

另外就是。最好不要在中断函数和主函数调用相同的函数或者操作同一个硬件, 如果你既在主程序里调用OLED。又在中断里调用OLED, OLED就会显示错误。

在主程序中，OLED刚显示一半，然后就进中断了，结果中断还是OLED显示函数，那OLED就挪到其他地方显示了，这时还没有问题，但当中断结束后，需要继续原来的显示，这时就出现问题了， == 因为硬件的显示位置被挪到其他位置了==，所以再回来的时候，继续显示的内容就会跟着跑到其他地方去，这就会造成问题，虽然中断有保护现场和恢复现场，但这只能保证CPU程序能正常返回不出问题，对于外部硬件的话，并没有在进入中断时，进行现场保护，所以中断返回后，就出现问题了。
最后不要在主函数和中断函数里，操作可能产生冲突的硬件，在实现功能的时候，可以在中断里操作变量或者标志位，当中断返回时，我再对这个变量进行显示和操作。
这样既能够保证中断函数的简单快捷，又能保证不产生冲突的硬件操作，这就是中断程序设计的注意事项。可以多用用变量或者标志位，来减少代码之间的耦合性，让部分代码相互独立，仅使用变量、标志位或者函数作为接口，这样能让程序更加清晰，代码更加强健。

问题

1、按键中断能不能消抖

总结

本节课主要是了学习了中断的代码实现，显示进行配置NVIC的整个路线打通，第一步，配置RCC，把我们这里涉及的外设的时钟都打开第二步,配置GPIO。选择我们的端口为输入模式第三步，配置AFIO,选择我们用的这一路GPIO,连接到后面的EXTI第四步, 配置EXTI,选择边沿触发方式，比如上升沿、下降沿或者双边沿还有选择触发响应方式，可以选择中断响应和事件响应第五步,配置NVIC,给我们这个中断选择一个合适的优先级，最后通过NVIC，外部中断信号就能进入CPU了。
然后还有配置两个中断时的操作，也是打来有的地方也是可以|，有的需要单独配置，再写一行打开所需要的时钟。

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