10、STM32F4 微控制器中断系统：原理、设置与应用

STM32F4 微控制器中断系统：原理、设置与应用

1. 嵌入式系统中的中断概念

在嵌入式系统里，中断是一种极为关键的机制，它能够让系统对外部事件迅速做出响应。以 STM32F4 微控制器为例，其中断系统主要由多个模块协同工作，具体模块及其功能如下：
- 外设单元 ：能够产生中断请求。不同外设产生中断的方式各异，例如：
- GPIO 引脚：在检测到电压从低到高或者从高到低的转换时，会产生中断请求。
- 定时器：可以周期性地产生中断请求。
- ADC 模块：在完成模拟到数字的转换操作后，会产生中断请求。
- UART 模块：在接收或发送数据包之后，会产生中断请求。
- 扩展中断和事件控制器（EXTI） ：专门用于处理来自某些外设的外部中断，在处理 GPIO 中断时发挥着重要作用。其结构特点如下：
- GPIO 引脚分组后连接到不同的多路复用器，每个多路复用器有对应的输出引脚，如 EXTI0、EXTI1 等。
- EXTI 输出 1 到 4 直接连接到 NVIC，输出 5 到 9 以及 10 到 15 分别分组后作为单个输入连接到 NVIC。
- 能够通过专用寄存器启用和配置 GPIO 中断，还可以屏蔽特定输出的中断，并且可以根据引脚的电压转换情况产生中断请求。
- 嵌套向量中断控制器（NVIC） ：负责管理来自外设单元的中断以及 CPU 产生的内部异常（本章主要关注外设中断）。其工作方式如下：
- 当单个中断请求到来时，会检查该请求是否被允许以及 CPU 是否接受中断请求，若满足条件则引导 CPU 执