STM32 学习（四）中断系统

一、中断系统介绍

众所周知，轮询是 CPU 通过不断地查询某个外部设备的状态，如果外部设备准备好，就可以向其发送数据或者读取数据，这种方式由于CPU不断查询总线，导致指令执行受到影响，效率非常低。

而与之相对应的就是中断，正常情况 CPU 会处理其他的事情，如果设备有需要 CPU 处理的事情就产生一个中断，CPU 就会停下正在做的事情来处理中断。

中断的执行流程如下：

STM32 中断包含很多中断源（中断通道），并且使用 NVIC 统一管理中断，由左边的地址组成的表称为中断向量表，表中的内容为中断入口的地址： 

NVIC 为嵌套向量中断控制器(Nested Vectored Interrupt Controller)，在 STM32 中是用来统一分配中断优先级和管理中断的，它是一个内核外设

STM32 的 NVIC 可以对优先级进行分组，抢占优先级（pre-emption priority）高的中断源可以打断当前中断，来执行自己的中断，而响应优先级（subpriority）高的中断源可以优先被 CPU 响应执行，在 STM32 官方的编程手册中有 NVIC 相关的介绍。 

二、EXTI（外部中断） 

中断系统是管理和执行中断的逻辑结构，外部中断（EXTI）是众多能产生中断的外设之一。在触发响应方式中，中断响应是正常的流程，引脚电平变化触发中断；而事件响应不会触发中断，而是触发别的外设操作，如 DMA 等。

外部中断的基本结构如下图。相同的 Pin 不能同时触发中断，比如 pA0、pB0... 只有一个能接到后面的 16 个 GPIO_Pin 上，所以需要经过 AFIO 数据选择器。在经过 EXTI 边沿检测控制模块后，输出中断输出 EXTI0~15，还有 20 个引向其他外设，即事件响应。

AFIO 结构，本质上是一系列数据选择器，可以用于引脚复用功能的选择和重定义，或者中断引脚的选择。 

EXTI 内部框图如下： 

需要使用外部中断的设备一般是外部驱动的很快的突发信号，比如旋转编码器：

2.1 对射式红外传感器计数

接线图：

初始化函数 CountSensor_Init()，首先要把从左到又涉及到的外设的时钟打开；第二步把 GPIO 配置为输入模式；第三步配置 AFIO，将选择的 GPIO 连接到后面的 EXTI；第四步，配置 EXTI，选择边沿触发方式，如上升沿、下降沿和双边沿等，并且选择触发相应方式，可以选择中断响应或者事件响应；第五步配置 NVIC，给中断选择一个合适的优先级。这里涉及到的外设比较多，有 RCC、GPIO、AFIO、EXTI、NVIC 等。

EXTI 相关函数： 

/* stm32f10x_exti.h */

/* 可以将EXTI的配置清除，恢复成上电默认的状态 */
void EXTI_DeInit(void);

/* 根据结构体初始化EXTI外设，和GPIO的差不多 */
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

/* 可以给结构体赋予一个默认值 */
void EXTI_StructInit(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

/* 软件触发一次外部中断 */
void EXTI_GenerateSWInterrupt(uint32_t EXTI_Line);

/* 获取指定的flag是否置1 */
FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(uint32_t EXTI_Line);

/* 对标志位进行清除 */
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line);

/* 获取中断标志位是否被置1，在中断程序中使用 */
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);

NVIC 相关函数： 

/* misc.h */

/* 用来中断优先级分组，参数为中断分组的方式 */
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);

/* 根据指定结构体初始化NVIC */
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

/* 设置中断向量表 */
void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset);

/* 系统