STM32外部中断(EXTI)详细教程 - 以STM32F103RCT6为例

一、外部中断概述

1.1 什么是外部中断？

外部中断（External Interrupt）是STM32微控制器响应外部事件的重要机制，当指定GPIO引脚的电平发生跳变时，将触发中断请求，CPU暂停当前程序转去执行中断服务程序。

1.2 STM32F103的EXTI特性

• 支持20个中断/事件请求线（EXTI0-EXTI19）

• 每个中断线可独立配置触发方式（上升沿/下降沿/双边沿）

• 支持软件中断触发

• 具有独立的中断使能和挂起位

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二、硬件设计

2.1 所需材料

• STM32F103RCT6开发板

• 按键模块（连接PA0）

• LED模块（连接PC13）

• USB-TTL调试器

2.2 电路连接

模块	引脚连接
按键	PA0
LED	PC13

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三、软件配置（标准库版本）

3.1 新建工程

使用Keil MDK创建基于STM32F103RCT6的工程，导入标准外设库。

3.2 GPIO配置

void GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    // 开启GPIO时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    
    // 配置PA0为输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
    // 配置PC13为输出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
}

3.3 EXTI配置

void EXTI_Config(void)
{
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    
    // 开启AFIO时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    
    // PA0连接到EXTI0
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
    
    // 配置EXTI0
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
    // 配置NVIC
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

3.4 中断服务函数

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
    {
        // 翻转PC13输出
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, 
                     (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_13)));
        
        // 清除中断标志
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

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四、主函数实现

int main(void)
{
    // 系统时钟初始化
    SystemInit();
    
    // GPIO配置
    GPIO_Config();
    
    // EXTI配置
    EXTI_Config();
    
    while(1)
    {
        // 主循环可执行其他任务
        __nop();
    }
}

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五、实验现象

按下连接PA0的按键时，PC13的LED状态会翻转。使用示波器可观察到约1us的中断响应时间。

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六、常见问题

Q1：中断无法触发怎么办？

1. 检查GPIO时钟和AFIO时钟是否开启

2. 确认GPIO模式配置正确（输入模式）

3. 检查NVIC优先级配置

4. 确保中断服务函数名称正确

Q2：中断频繁触发？

1. 检查按键硬件消抖电路

2. 在中断服务函数中添加软件延时消抖

3. 调整触发方式为边沿触发而非电平触发

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七、扩展应用

7.1 多路中断配置

对于多个外部中断，需注意：

• 同一时刻只能有一个GPIO连接到EXTI线

• 共享中断线（如EXTI0-EXTI4）需要在中断函数中判断具体引脚

7.2 中断嵌套配置

通过设置NVIC优先级分组实现：

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

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八、总结

外部中断是STM32响应外部事件的重要方式，合理使用可以显著提高系统实时性。需要注意时钟配置、中断优先级管理和标志位清除等关键操作。建议结合硬件设计优化抗干扰能力。

这篇教程按照优快云典型的技术博客结构编写，包含硬件配置、代码实现、常见问题解决等内容，配合清晰的代码注释和原理说明，适合STM32初学者学习参考。实际开发中请根据具体硬件电路调整参数。