STM32-HAL库中断使用(创社派-STM32F407ZGT6)

一、简单介绍中断

1、STM32中断系统概述

STM32中断系统是一种用于处理外部事件和优先级的重要机制。它允许微控制器在执行主程序的同时,对发生的特定事件作出及时响应。中断系统的核心是中断向量表(Interrupt Vector Table),它存储了中断处理程序的地址。当发生中断时,微控制器会根据中断向量表中相应中断的地址跳转到对应的中断处理程序。

2、中断的基本概念

中断是处理器中的一种机制,用于响应和处理突发事件或紧急事件。当发生中断时,当前正在执行的程序会被暂时中止,处理器会跳转到中断处理程序(也称为中断服务例程),对中断事件进行处理。处理完中断后,处理器再返回到被中断的程序继续执行。中断可以分为内部中断和外部中断:

  • 内部中断:由处理器内部的模块或事件引发,例如定时器溢出、串口接收缓冲区非空等。
  • 外部中断:由外部设备或外部信号引发,例如按键按下、外部传感器信号变化等。

3、STM32中断处理过程

中断处理过程通常包括以下几个步骤:

  1. 进入中断:处理器自动保存现场到堆栈里,包括程序计数器(PC)、状态寄存器(xPSR)、通用寄存器(R0-R3、R12、LR)等。
  2. 执行中断服务程序(ISR):一旦入栈结束,ISR便可开始执行。
  3. 退出中断:中断前的现场被自动从堆栈中恢复,一旦出栈完成,继续执行被中断的指令。出栈的过程也可被打断,使得随时可以响应新的中断而不再进行现场保存。

4、STM32中断优先级

STM32中断系统支持中断优先级,每个中断都具有一个优先级,用于确定中断处理程序的执行顺序。较高优先级的中断会打断正在执行的较低优先级中断或主程序。STM32F103芯片支持60个可屏蔽中断通道,每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节(8位,但STM32F103中只使用4位,高4位有效),用于表达优先级的高4位又被分为组成抢占式优先级和响应式优先级。

5、STM32中断配置步骤

要使用中断,通常需要经过以下几步配置:

  1. 使能外设某个中断
  2. 使能中断优先级分组(NVIC_PriorityGroupConfig()),然后初始化NVIC_InitTypeDef结构体
  3. 编写中断服务函数

6、STM32外部中断

STM32F10x外部中断/事件控制器(EXTI)包含多达20个用于产生事件/中断请求的边沿检测器。EXTI的每根输入线都可单独进行配置,以选择类型(中断或事件)和相应的触发事件(上升沿触发、下降沿触发或边沿触发),还可独立地被屏蔽。

7、STM32中断编程

在STM32中进行中断编程的步骤包括配置外部中断和编写中断服务例程的方法。例如,要实现外部中断方式控制LED,可以通过以下步骤:

  1. 初始化对应端口的EXTI
  2. 编写EXTI中断函数
  3. 编写主函数

二、生成工程

1、cubeMX和keil5安装:STM32-HAL库 CubeMX和keil5安装以及环境安装-优快云博客icon-default.png?t=O83Ahttps://blog.youkuaiyun.com/H_andQ/article/details/134699356?spm=1001.2014.3001.5501

2、工程基本配置参考:STM32-HAL库 新建工程以及点亮LED灯-优快云博客icon-default.png?t=O83Ahttps://blog.youkuaiyun.com/H_andQ/article/details/143302091?spm=1001.2014.3001.5501

3、串口重定向:STM32-HAL库 串口配置,printf函数重定向-优快云博客icon-default.png?t=O83Ahttps://blog.youkuaiyun.com/H_andQ/article/details/143374994?spm=1001.2014.3001.5501

三、开启usart1

四、代码

1、在main.c中加入以下代码:

uint8_t a[20];
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
	if(huart->Instance==USART1)
	{
 
 
        //接收到的数据存在变量a中,只需要对变量a做处理即可
 
 printf("%s\r\n",(uint8_t *)a);
 
        //开启下一次的中断接收
		HAL_UART_Receive_IT(&huart1, a, sizeof(a));
	}
}

2、开启中断接收

 //开启中断接收
 
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1, a, sizeof(a));
	

3、达到效果

### STM32 HALUART中断机制 #### 中断接收工作原理 在STM32微控制器中,通过HAL配置UART外设以使用中断方式进行通信是一种常见做法。当调用`HAL_UART_Receive_IT()`函数时,该函数设置好硬件寄存器并使能相应的中断源[^1]。这意味着一旦接收到字符,就会触发一次中断请求IRQ,在ISR(Interrupt Service Routine)内部会执行回调函数来处理新到达的数据。 对于每次成功完成单字节读取操作之后,DMA传输模式下的`HAL_UART_RxCpltCallback()`会被自动调用来通知应用程序层已经完成了预定数量的数据接收;而在普通的基于中断的方式下,则是在每接收完一个字节后都会进入中断服务程序,并由发者自行决定如何管理缓冲区以及何时认为一帧完整的消息已被捕获[^2]。 #### 实现方式示例代码 下面是一个简单的例子展示了怎样利用HAL中的APIs去初始化USART端口并通过中断驱动其输入过程: ```c // 初始化串口3 MX_USART3_UART_Init(); nRxLen = 0; uint8_t aTxBuffer[] = "1234567890#"; // 启接收中断 HAL_UART_Receive_IT(&huart3, (uint8_t *)&aRxChr, 1); while (1) { // 发送数据 HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)aTxBuffer, strlen((char const*)aTxBuffer), 100); // 这里可以处理aRxBuffer的内容, // 如果要搞的好点就再自己搞个锁来判断是否收到完整数据 HAL_Delay(1000); } ``` 上述片段中,`MX_USART3_UART_Init()`负责按照预定义参数表对指定的UART模块进行基本设定;随后启了一个针对单个字符长度的异步读入流程——即每当有新的ASCII码值被捕捉到时便立即激活对应的异常向量表项所指向的服务例程。 需要注意的是,实际应用环境中可能还需要额外考虑诸如超时保护、错误恢复策略等因素,确保系统的健壮性和可靠性[^3]。
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