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【STM32 学习笔记】EXTI外部中断

news 2025/5/9 6:59:15

EXTI外部中断

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表的详细内容在STM32F10xxx参考手册132页有，

然后右边这里还有个中断的地址,这个地址是干什么的呢？这个是因为我们程序中的中断函数，它的地址是由编译器来分配的，是不固定的。但是我们的中断跳转由于硬件的限制，只能跳到固定的地址执行程序，所以为了能让硬件跳转到一个不固定的中断函数里，这里就需要在内存中定义一个地址的列表。这个列表地址是固定的，中断发生后,就跳到这个固定位置，然后在这个固定位置由编译器，再加上一条跳转到中断函数的代码，这样中断跳转就可以跳转到任意位置。这个中断地址的列表，就叫中断向量表。

NVIC基本结构

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这个NVIC的名字叫做嵌套中断向量控制器,在STM32中，它是用来统一分配中断优先级和管理中断的。
NVIC是一个内核外设，是CPU的小助手。STM32的中断非常多，如果把这些中断全都接到CPU上，那CPU还得引出很多线进行适配，设计上就很麻烦，并且如果很多中断同时申请，或者中断很多产生了拥堵，CPU也会很难处理，毕竟CPU主要是用来运算的，中断分配的任务就放到别的地方吧，所以NVIC就出现了。
NVIC有很多输入口，你有多少个中断线路，都可以接过来，比如这里可以接到EXTI、TIM、ADC、USART等等，这里线上画了个斜杠，上面写个n，这个意思是一个外设可能会同时占用多个中断通道，所以这里有n条线。然后NVIC只有一个输出口，NVIC根据每个中断的优先级分配中断的先后顺序，之后，通过右边这一个输出口就告诉CPU，你该处理哪个中断。对于中断先后顺序分配的任务，CPU不需要知道。
13:18~14:00举了例子 && 14:00讲了下面的NVIC中断分组
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EXTI结构

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但相同的Pin不能同时触发中断：这个意思就是，比如PA0和PB0不能同时用，或者，PA1、PB1、PC1这样的，端口GPIO_Pin一样的。
然后再看一下外部中断占用的通道，其中有16个GPIO_Pin，这就对应GPIO_Pin_0到GPIO_Pin_15，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒，这些加起来总共有20个中断线路。这里的16个GPIO_Pin是外部中断的主要功能，后面跟着的这四个东西其实是来“蹭网”的。因为这个外部中断有个功能，就是从低功耗模式的停止模式下唤醒STM32，那对于PVD电源电压监测，当从电源从电压过低恢复时，就需要PVD借助一下外部中断退出停止模式；对于RTC闹钟来说，有时候为了省电，RTC定一个闹钟之后，STM32会进入停止模式，等到闹钟响的时候再唤醒，这也需要借助外部中断；还有USB唤醒、以太网唤醒，也都是类似的作用。
中断响应，就是申请中断，让CPU执行中断函数；事件响应是STM32对外部中断增加的一种额外的功能。当外部中断检测到引脚电平变化时，正常的流程是选择触发中断，但是在STM32中，也可以选择触发一个事件，如果选择触发事件，那外部中断的信号就不会通向CPU了，而是通向其它外设，用来触发其它外设的操作，比如触发ADC转换、触发DMA等。所以总结一下：中断响应是正常的流程，引脚电平变化触发中断；事件响应不会触发中断，而是触发别的外设操作，属于外设之间的联合工作。
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这里注意一下，本来20路输入，应该有20路中断的输出，但是可能ST公司觉得这20个输出太多了，比较占用NVIC的通道资源，所以就把其中外部中断的 9～5 和15 ~ 10给分到一个通道里。也就是说，外部中断的9～5会触发同一个中断函数，15~10也会触发同一个中断函数，在编程的时候，我们在这两个中断函数里，需要再根据标志位来区分到底是哪个中断进来的。
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外部中断的使用场景：
就是对于STM32来说，想要获取的信号是外部驱动的很快的突发信号。比如旋转编码器的输出信号，你可能很久都不会拧它，这时不需要STM32做任何事，但是我一拧它，就会有很多脉冲波形需要STM32接收。这个信号是突发的，STM32不知道什么时候会来，同时它是外部驱动的，STM32只能被动读取，最后这个信号非常快，STM32稍微晚一点来读取，就会错过很多波形。那对于这种情况来说，就可以考虑使用STM32的外部中断了。有脉冲过来，STM32立即进入中断函数处理，没有脉冲的时候，STM32就专心做其它事情。
另外还有，比如红外遥控接收头的输出，接收到遥控数据之后，它会输出一段波形，这个波形转瞬即逝，并且不会等你，所以就需要我们用外部中断来读取。
最后还有按键，虽然它的动作也是外部驱动的突发事件，但我并不推荐用外部中断来读取按键。因为用外部中断不好处理按键抖动和松手检测的问题，对于按键来说，它的输出波形也不是转瞬即逝的。所以要求不高的话可以在主程序中循环读取，如果不想用主循环读取的话，可以考虑一下定时器中断读取的方式。这样既可以做到后台读取按键值、不阻塞主程序，也可以很好地处理按键抖动和松手检测的问题。
NVIC以及中断、事件手册讲解视频

代码实战2：如何使用中断和对射式红外传感器＆旋转编码器

注意：我们这里是用到了PB14来做外部中断的
5-1 对射式红外传感器计次接线图
请添加图片描述
当挡光片在对射式红外传感器中间经过时，DO输出电平跳变信号，触发PB14号口的中断，在中断断数执行Num++
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第一步，配置RCC，将程序涉及外设的时钟都打开
提示：有GPIOB和AFIO
第二步，配置GPIO，选择端口为输入模式
第三步，配置AFIO，选择硬件所用用的那一路GPIO，连接到后面的EXTI
涉及函数如下：
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)
作用：选择用作EXTI线的GPIO引脚。
参数说明：

参数	说明
GPIO_PortSource	选择要用作EXTI线路源的GPIO端口。取值为GPIO_PortSourceGPIOx，其中x为(A…G)。
GPIO_PinSource	GPIO_PinSource:要配置的EXTI线路。该参数可以为GPIO_PinSourcex，其中x可以为(0…15)。

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
涉及函数如下：
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)
作用：根据EXTI InitStruct中的指定参数初始化EXTI外设。
参数说明：

参数	说明
EXTI_InitStruct	指向EXTI InitTypeDef结构体的指针包含ExTI外设的配置信息。

EXTI InitTypeDef结构体说明：

typedef struct
{uint32_t EXTI_Line;          EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;     EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; FunctionalState EXTI_LineCmd;                        
}EXTI_InitTypeDef;

参数说明以及举例
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举例：

/* Enables external lines 12 and 14 interrupt generation on falling 
edge */ 
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; 
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line12 | EXTI_Line14; 
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; 
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; 
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; 
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

第五步，配置NVIC，给我们这个中断选择一个合适的优先级
涉及函数如下：
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
作用：配置优先级分组:抢占优先级和子优先级。
参数说明：

参数	说明
NVIC_PriorityGroup	指定优先级分组位长度。

取值范围：
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例如：

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

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
涉及函数如下：
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)
作用：根据NVIC InitStruct中指定的参数初始化NVIC外设。
参数说明：

参数	说明
NVIC_InitStruct	指向NVIC InitTypeDef结构体的指针指定NVic外设的配置信息。

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举例：
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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);

中断函数的格式：
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根据中断向量表，找到所需中断函数，这里面以IRQHandler结尾的字符串就是中断函数的名字，再根据名字写中断函数。
例如：void EXTI15_10_IRQHandler(void){ }
这就是中断函数的格式，中断函数都是无参无返回值的,中断函数的名字不要写错了，写错了就进不了中断了，最好是直接从启动文件复制过来，这样就不会有问题了。
注：启动文件为在这里插入图片描述
然后在中断函数里，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EXTI10到EXTI15都能进来，所以要先判断一下是不是我们想要的EXTI14进来的。所用函数：EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line)
最后，中断程序结束后，一定要再调用一下清除中断标志位的函数，因为只有中断标志位置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，这样程序就会不断响应中断,执行中断函数,那程序就卡死在中断函数里了。所用函数：EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line)
中断函数就不用声明了，因为中断函数不需要调用，它是自动执行的。