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          新聞中心

          STM32外部中斷詳解

          作者: 時(shí)間:2016-11-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          一、基本概念

          ARM Coetex-M3內(nèi)核共支持256個(gè)中斷,其中16個(gè)內(nèi)部中斷,240個(gè)外部中斷可編程的256級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置。STM32目前支持的中斷共84個(gè)(16個(gè)內(nèi)部+68個(gè)外部),還有16級(jí)可編程的中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置,僅使用中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置8bit中的高4位。
          STM32可支持68個(gè)中斷通道,已經(jīng)固定分配給相應(yīng)的外部設(shè)備,每個(gè)中斷通道都具備自己的中斷優(yōu)先級(jí)控制字節(jié)PRI_n(8位,但是STM32中只使用4位,高4位有效),每4個(gè)通道的8位中斷優(yōu)先級(jí)控制字構(gòu)成一個(gè)32位的優(yōu)先級(jí)寄存器。68個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)控制字至少構(gòu)成17個(gè)32位的優(yōu)先級(jí)寄存器。
          4bit的中斷優(yōu)先級(jí)可以分成2組,從高位看,前面定義的是搶占式優(yōu)先級(jí),后面是響應(yīng)優(yōu)先級(jí)。按照這種分組,4bit一共可以分成5組
          第0組:所有4bit用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí);
          第1組:最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),后面3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí);
          第2組:最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),后面2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí);
          第3組:最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),后面1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí);
          第4組:所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201611/315878.htm

          所謂搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí),他們之間的關(guān)系是:具有高搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷可以在具有低搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷處理過(guò)程中被響應(yīng),即中斷嵌套。
          當(dāng)兩個(gè)中斷源的搶占式優(yōu)先級(jí)相同時(shí),這兩個(gè)中斷將沒(méi)有嵌套關(guān)系,當(dāng)一個(gè)中斷到來(lái)后,如果正在處理另一個(gè)中斷,這個(gè)后到來(lái)的中斷就要等到前一個(gè)中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個(gè)中斷同時(shí)到達(dá),則中斷控制器根據(jù)他們的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高低來(lái)決定先處理哪一個(gè);如果他們的搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)都相等,則根據(jù)他們?cè)谥袛啾碇械呐盼豁樞驔Q定先處理哪一個(gè)。每一個(gè)中斷源都必須定義2個(gè)優(yōu)先級(jí)。
          有幾點(diǎn)需要注意的是:
          1)如果指定的搶占式優(yōu)先級(jí)別或響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別超出了選定的優(yōu)先級(jí)分組所限定的范圍,將可能得到意想不到的結(jié)果;
          2)搶占式優(yōu)先級(jí)別相同的中斷源之間沒(méi)有嵌套關(guān)系;
          3)如果某個(gè)中斷源被指定為某個(gè)搶占式優(yōu)先級(jí)別,又沒(méi)有其它中斷源處于同一個(gè)搶占式優(yōu)先級(jí)別,則可以為這個(gè)中斷源指定任意有效的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別。
          二、GPIO外部中斷
          STM32中,每一個(gè)GPIO都可以觸發(fā)一個(gè)外部中斷,但是,GPIO的中斷是以組位一個(gè)單位的,同組間的外部中斷同一時(shí)間只能使用一個(gè)。比如說(shuō),PA0,PB0,PC0,PD0,PE0,PF0,PG0這些為1組,如果我們使用PA0作為外部中斷源,那么別的就不能夠再使用了,在此情況下,我們智能使用類似于PB1,PC2這種末端序號(hào)不同的外部中斷源。每一組使用一個(gè)中斷標(biāo)志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個(gè)外部中斷有著自己的單獨(dú)的中斷響應(yīng)函數(shù),EXTI5-9共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù),EXTI10-15共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)。對(duì)于中斷的控制,STM32有一個(gè)專用的管理機(jī)構(gòu):NVIC。

          三、程序?qū)崿F(xiàn)

          其實(shí)上面那些基本概念和知識(shí)只是對(duì)STM32的中斷系統(tǒng)有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí),用程序說(shuō)話將會(huì)更能夠加深如何使用中斷。使用外部中斷的基本步驟如下:
          1. 設(shè)置好相應(yīng)的時(shí)鐘;
          2. 設(shè)置相應(yīng)的中斷;
          3. IO口初始化;
          4. 把相應(yīng)的IO口設(shè)置為中斷線路(要在設(shè)置外部中斷之前)并初始化;
          5. 在選擇的中斷通道的響應(yīng)函數(shù)中中斷函數(shù)。

          假設(shè)有三個(gè)按鍵,用按鍵來(lái)觸發(fā)相應(yīng)的中斷。K1/K2/K3連接的是PC5/PC2/PC3,因此我將用EXTI5/EXTI2/EXTI3三個(gè)外部中斷。PB5/PD6/PD3分別連接了三個(gè)LED燈。中斷的效果是按下按鍵,相應(yīng)的LED燈將會(huì)被點(diǎn)亮。

          1. 設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘
          首先需要打開(kāi)GPIOB、GPIOC和GPIOE(因?yàn)榘存I另外一端連接的是PE口)。然后由于是要用于觸發(fā)中斷,所以還需要打開(kāi)GPIO復(fù)用的時(shí)鐘。相應(yīng)的函數(shù)在GPIO的學(xué)習(xí)筆記中有了詳細(xì)了解釋。詳細(xì)代碼如下:
          void RCC_cfg()
          {
          //打開(kāi)PE PD PC PB端口時(shí)鐘,并且打開(kāi)復(fù)用時(shí)鐘
          RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
          }
          設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘所需要的RCC函數(shù)在stm32f10x_rcc.c中,所以要在工程中添加此文件。

          2. 設(shè)置好相應(yīng)的中斷
          設(shè)置相應(yīng)的中斷實(shí)際上就是設(shè)置NVIC,在STM32的固件庫(kù)中有一個(gè)結(jié)構(gòu)體NVIC_InitTypeDef,里面有相應(yīng)的標(biāo)志位設(shè)置,然后再用NVIC_Init()函數(shù)進(jìn)行初始化。詳細(xì)代碼如下:
          void NVIC_cfg()
          {
          NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //第一結(jié)構(gòu)體
          NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //選擇中斷分組2


          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel; //選擇中斷通道2
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
          NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);


          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQChannel; //選擇中斷通道3
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
          NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);


          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel; //選擇中斷通道5
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為2
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為2
          NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
          NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
          }

          由于有3個(gè)中斷,因此根據(jù)前文所述,需要有3個(gè)bit來(lái)指定搶占優(yōu)先級(jí),所以選擇第2組。又由于EXTI5-9共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù),所以EXTI5選擇的中斷通道是EXTI9_5_IRQChannel,詳細(xì)信息可以在頭文件中查詢得到。用到的NVIC相關(guān)的庫(kù)函數(shù)在stm32f10x_nivc.c中,需要將此文件復(fù)制并添加到工程中。具體位置可以查看關(guān)于GPIO的筆記。這段代碼編譯起來(lái)沒(méi)有任何問(wèn)題,但是在鏈接的時(shí)候就會(huì)報(bào)錯(cuò),需要把STM32F10xR.LIB加入工程中,具體位置在…KeilARMRV31LIBSTSTM32F10xR.LIB。

          3. IO口初始化
          void IO_cfg()
          {
          GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;


          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //選擇引腳2
          GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
          GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);
          GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2); //將PE.2引腳設(shè)置為低電平輸出


          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_5; //選擇引腳2 3 5
          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //選擇輸入模式為浮空輸入
          GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
          GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure); //設(shè)置PC.2/PC.3/PC.5


          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_6; //選擇引腳3 6
          GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
          GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);


          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //選擇引腳5
          GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
          GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
          GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
          }
          其中連接外部中斷的引腳需要設(shè)置為輸入狀態(tài),而連接LED的引腳需要設(shè)置為輸出狀態(tài),初始化PE.2是為了使得按鍵的另外一端輸出低電平。GPIO中的函數(shù)在stm32f10x_gpio.c中。

          4. 把相應(yīng)的IO口設(shè)置為中斷線路
          由于GPIO并不是專用的中斷引腳,因此在用GPIO來(lái)觸發(fā)外部中斷的時(shí)候需要設(shè)置將GPIO相應(yīng)的引腳和中斷線連接起來(lái),具體代碼如下:
          void EXTI_cfg()
          {
          EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
          //清空中斷標(biāo)志
          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);

          //選擇中斷管腳PC.2 PC.3 PC.5
          GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource2);
          GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource3);
          GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource5);

          EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line2 | EXTI_Line3 | EXTI_Line5; //選擇中斷線路2 3 5
          EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //設(shè)置為中斷請(qǐng)求,非事件請(qǐng)求
          EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling; //設(shè)置中斷觸發(fā)方式為上下降沿觸發(fā)
          EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //外部中斷使能
          EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
          }
          EXTI_cfg中需要調(diào)用到的函數(shù)都在stm32f10x_exti.c。

          5. 寫(xiě)中斷響應(yīng)函數(shù)
          STM32不像C51單片機(jī)那樣,可以用過(guò)interrupt關(guān)鍵字來(lái)定義中斷響應(yīng)函數(shù),STM32的中斷響應(yīng)函數(shù)接口存在中斷向量表中,是由啟動(dòng)代碼給出的。默認(rèn)的中斷響應(yīng)函數(shù)在stm32f10x_it.c中。因此我們需要把這個(gè)文件加入到工程中來(lái)。
          在這個(gè)文件中,我們發(fā)現(xiàn),很多函數(shù)都是只有一個(gè)函數(shù)名,并沒(méi)有函數(shù)體。我們找到EXTI2_IRQHandler()這個(gè)函數(shù),這就是EXTI2中斷響應(yīng)的函數(shù)。我的目標(biāo)是將LED燈點(diǎn)亮,所以函數(shù)體其實(shí)很簡(jiǎn)單:
          void EXTI2_IRQHandler(void)
          {
          //點(diǎn)亮LED燈
          GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_6);
          //清空中斷標(biāo)志位,防止持續(xù)進(jìn)入中斷
          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
          }

          void EXTI3_IRQHandler(void)
          {
          GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_3);
          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
          }

          void EXTI9_5_IRQHandler(void)
          {
          GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

          EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
          }
          由于EXTI5-9是共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù),因此所有的EXTI5 – EXTI9的響應(yīng)函數(shù)都寫(xiě)在這個(gè)里面。

          6. 寫(xiě)主函數(shù)
          #include "stm32f10x_lib.h"

          void RCC_cfg();
          void IO_cfg();
          void EXTI_cfg();
          void NVIC_cfg();

          int main()
          {
          RCC_cfg();
          IO_cfg();
          NVIC_cfg();
          EXTI_cfg();

          while(1);
          }



          關(guān)鍵詞: stm32外部中

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