EXTI外部中断

Qian Xiaoo

于 2024-09-27 08:31:42 发布

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文章标签：单片机嵌入式硬件

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中断地址

中断函数的地址是由编译器分配的，不固定的，中断跳转由于硬件的限制，只能跳到固定的地址执行程序。

所以为了让硬件跳转到一个不固定的中断函数里，这就需要在内存中定义一个地址的列表。列表地址是固定的，中断发生后，就跳转到这个固定位置，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到任意位置了。

中断地址的列表就叫中断向量表。

比如中断发生时，会跳转到固定的位置A，在这个位置由编译器，再加上跳转到中断函数的代码，就可以跳转到中断函数那里。

NVIC

NVIC：嵌套向量中断控制器。是内核的外设。

在stm32中，NVIC是用来统一分配中断优先级和管理中断的。

下图中的n是指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。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，通过输出口告诉CPU执行哪个中断。

EXTI外部中断

EXTI

EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序。

支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发。

支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断。

通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒。

触发响应方式：中断响应/事件响应。

AFIO

在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择。

AFIO是数据选择器，在前面3个GPIO的16个引脚里面，选择其中一个连接到后面EXTI的通道里。

注意：3个GPIO的相同Pin不能同时触发中断。

EXTI的输入为16+4=20个，输出本来也应该是20个，但是这样比较占用NVIC的通道资源，所以就把外部中断的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，在这两个中断函数中需要再根据标志位区分到底是哪个中断进来的。

对射式红外传感器例子

当挡光片从对射式红外传感器中间经过时，DO会输出电平跳变的信号，电平跳变的信号触发STM32 PB14号口的中断，在中断函数里执行变量++。

接线图

主要代码

AFIO的库函数是和GPIO的在一个文件里的。

AFIO的函数

// 复位AFIO外设
void GPIO_AFIODeInit(void);
// 锁定GPIO配置的，调用这个函数，参数指定某个引脚，这个引脚的配置就会被锁定，防止意外更改。
void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

// 配置AFIO的事件输出功能的
void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState);

// 进行引脚重映射，第一个参数可以选择要重映射的方式，第二个参数是新的状态。
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);
// 配置AFIO的数据选择器，选择想要的中断引脚。
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);

EXTI的函数

// 可以把EXTI的配置都清除，恢复成上电默认的状态。
void EXTI_DeInit(void);
// 根据结构体里的参数配置EXTI外设。
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);
// 把函数传递的结构体变量赋一个默认值。
void EXTI_StructInit(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);
// 软件触发外部中断
void EXTI_GenerateSWInterrupt(uint32_t EXTI_Line);

// 标志位
FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(uint32_t EXTI_Line); // 获取指定的标志位是否被置1了
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line); // 对置1的标志位进行清除
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line); // 获取中断标志位是否被置1了
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line); // 清除中断挂起标志位

NVIC的函数

// 中断分组，参数是中断分组的方式
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
// 根据结构体指定的方式，初始化NVIC
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset); // 设置中断向量表
void NVIC_SystemLPConfig(uint8_t LowPowerMode, FunctionalState NewState); // 系统低功耗设置

程序代码

CountSensor代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

uint16_t CountSensor_Count;

void CountSensor_Init(void)
{
	// 开启GPIO的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	// 开启AFIO的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
	
	// EXTI和NVIC外设的时钟是一直开着的，不需要我们开启时钟
	
	// 配置GPIO引脚
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	
	// 配置AFIO
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);
	
	// 配置EXTI
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	
	// 配置NVIC
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 优先级分组
	
	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);
}

uint16_t CountSensor_Get(void)
{
	return CountSensor_Count;
}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET)
	{
		CountSensor_Count++;
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
	}
}