STM32F4xx EXTI学习笔记

最新推荐文章于 2025-03-11 00:23:10 发布

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分类专栏：嵌入式文章标签： stm32 单片机嵌入式硬件

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一、EXTI简介

EXTI（Extern Interrupt）外部中断。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。

STM32F4的EXTI包含多达 23 个用于产生事件/中断请求的边沿检测器包含多达 23 个用于产生事件/中断请求的边沿检测器，并且每个都可以进行单独配置。

且可以配置成(支持的触发方式)：上升沿触发、下降沿触发、边沿(双边)触发、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 (例如PA1与PB1不能同时)

通道数：16个GPIO_Pin（主要），外加PVD输出、RTC闹钟、USB OTG FS唤醒、以太网唤醒、USB OTG HS唤醒、RTC入侵和时间戳、RTC事件唤醒

触发响应方式：中断响应/事件响应（事件响应是指中断产生后通向其他外设）

二、EXTI 工作的基本结构

其中( $\rightarrow$ 16)上的数字表示有16个通道。首先要经过 SYSCFG 进行中断引脚的选择，然后再进入EXTI 边沿检测，同时还有 7 个通道直接接到 EXTI 上，所以一共有23个通道；经过EXTI后根据这几条中断通道进入NVIC分配中断优先级。另外还有23条通向其他外设，也就是事件响应。

可以看到其中 EXTI9_5 和 EXTI15_10；这是外部中断的5~9会触发同一个中断函数，外部中断10~15会触发同一个中断函数。

如果对NVIC如何分配优先级知识不清楚可以了解 STM32-中断-NVIC优先级的分配。

三、SYSCFG 系统配置控制器

SYSCFG(system configuration) 主要用于 地址重映射、选择以太网PHY接口、管理GPIO外部中断线连接。这次用到的是管理GPIO中断线。（而对于STM32F1xxx 则是AFIO来管理）

这些梯形就是数据选择器，可以有多个输入，条件控制，一个输出。通过SYSCFG_EXTICR1~4寄存器来配置选择。图中可以看出，相同的Pin脚不能同时被选择。例如 EXTI0 通道，只能选择Pin值为0的端口，只能选择PA0,PB0,...PI0中的一个。例如GPIOA_Pin_0和GPIOB_Pin_0，同为0的端口只能选一个。

四、EXTI 内部框图

由图可知主要有两条线路功能，右边是 23 条输入线。

先看第一条路线，首先23条检测线进入 边沿检测电路，可以通过上升沿触发选择寄存器/下降沿触发选择寄存器来选择是哪种方式触发。或者选择软件中断事件寄存器选择软件触发，然后会和中断屏蔽寄存器一起经过一个与门，这个与门相当于是起到了一个开关的作用。在中断屏蔽寄存器的相应位写 ‘1’，就能打开开关，使能中断请求；反之写 ‘0’，则取消中断请求。 挂起请求寄存器会在边沿检测电路选择触发的信号沿的时候就会置 1 。然后再至 NVIC 分配处理优先级。

第二条路线与第一条路线前半部分相同，在选择何种触发方式后，会经过一个由事件屏蔽寄存器控制的与门。事件屏蔽寄存器写 ‘1’，则能通过脉冲发生器，产生一个脉冲信号至事件脉冲，选择中断触发事件，中断产生后通向其他外设。

而这些寄存器可以通过AMBA APB总线，外设接口来直接访问。

五、编写外部中断初始化函数

1.首先我们要知道如图1 所示，顺序就是先配置GPIO外设，再通过SYSCFG选择引脚，然后通过EXTI选择何种触发，最后至配置 NVIC。

注意：要用外设就要先打开这个外设时钟。所以需要打开 GPIO 和 SYSCFG 的外设时钟。EXTI 和 NVIC(内核外设) 则不需要打开外设时钟。

void EXTI_Init(void)
{
    //1.先开启GPIO外设时钟，在AHB1总线上
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA); //开启了GPIOA外设

    //2.开启SYSCFG外设时钟，此外设在APB2总线上
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

    //3.所有需要的外设时钟已经打开，然后开始初始化。
    //先初始化GPIOA，用结构体初始化
    GPIO_InitTypeDef   GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA,2
    
    //SYSCFG选择连接通道  PA2连到中断线2
    SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource2)
    
    //配置 EXTI 初始化
    EXTI_InitTypeDef   EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line2; //LINE2
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断事件
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising; //上升沿触发 
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //使能LINE2
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
    
    //选择 NVIC 优先级分组
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
    
    //NVIC初始化
    NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn;//外部中断2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x03;//抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;//子优先级2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

//外部中断2服务程序
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2) == SET) //判断是否进入中断	  
	{				
 
        //..中断程序        	 
	    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);//清除LINE2上的中断标志位 
    }
}

还有要注意的点。中断程序尽量简单，运行时间短，这样可以不阻塞主程序的运行。

而NVIC优先级分组一般就只选择一次，可以把 NVIC_PriorityGroupConfig()，移到main函数里，后续换优先级分组也在main函数中换。