零基础STM32单片机编程入门(三)中断详解及按键中断实战含源码视频

news2025/1/11 6:08:19

文章目录

- 一.概要
- 二.可嵌套的向量中断控制器 (NVIC)
- 三.中断向量表
- 四.中断优先级详解
- 五.STM32外部中断控制器(EXTI)
- - 1.EXTI简介
  - 2.EXTI在中断向量表的位置
  - 3.EXTI外部中断产生的信号流向
  - 4.EXTI中断产生后的中断服务程序
- 六.CubeMX配置一个GPIO输入中断的例程
- 七.CubeMX工程源代码下载
- 八.讲解视频链接地址
- 九.小结

一.概要

中断是指单片机正在处理某个事件A，发生了另一件事件B，请求单片机迅速去处理（中断发生），单片机暂时停止当前的工作（中断响应），转去处理事件B（中断服务），待单片机处理事件B完成后，再回到原来的事件A（断点）继续执行，这一过程称之为中断。
STM32单片机的中断系统支持多种中断类型，包括内部中断和外部中断。内部中断通常由处理器内部的事件引发，如定时器溢出、除零错误等，而外部中断则由外部硬件或设备触发的事件引发，如按键按下、传感器触发等。

二.可嵌套的向量中断控制器 (NVIC)

CortexM3当中有一个强大而方便的NVIC即嵌套向量中断控制器(Nested Vectored Interrupt Controller)，它是属于Cortex内核的器件，中断向量表中60个中断都由它来处理。NVIC是Cortex-M3核心的一部分，Cortex-M3的向量中断统一由NVIC管理。

NVIC的核心功能是中断优先级分组、中断优先级的配置、读中断请求标志、清除中断请求标志、使能中断、清除中断等，它控制着STM32中断向量表中中断号为0-59的60个中断！！外部中断信号从核外发出，信号最终要传递到NVIC(嵌套向量中断控制器)。NVIC跟内核紧密耦合，它控制着整个芯片中断的相关功能。

三.中断向量表

在中断向量表里给我们列出了各种外部中断，前一张图黑色的是内核的中断，后一张图是外设相关的外部中断
在这里插入图片描述

四.中断优先级详解

中断优先级分为抢占优先级和子优先级两部分，用于确定中断的响应顺序和执行顺序。抢占优先级用于确定中断的响应优先级，而子优先级用于确定中断的实际执行优先级。当多个中断同时触发时，系统会优先处理抢占优先级较高的中断，而在相同抢占优先级的情况下，会根据子优先级来确定中断的执行顺序
在这里插入图片描述

五.STM32外部中断控制器(EXTI)

1.EXTI简介

STM32单片机的外部中断/事件控制器（External Interrupt/Event Controller，简称EXTI），使得微控制器能够高效地响应外部事件并执行相应的任务，EXTI允许STM32微控制器对外部事件进行监测和响应，这些事件可以是来自GPIO引脚的电平变化信号。当外部事件发生时，EXTI能够立即唤醒微控制器，并执行预定义的中断服务程序（ISR）或者事件处理函数，我们接下去对EXTI外部中断进行详细介绍。

2.EXTI在中断向量表的位置

GPIO口外部中断在中断向量表中分配了16个中断向量（EXTI0~EXTI4）
在这里插入图片描述
EXTI5~EXTI9

EXTI10~EXTI15

GPIO对应的外部中断，例如PA0,PB0,PC0对应的中断服务程序都是EXTI0_IRQHandler，一般只选其中一个引脚就可以。

3.EXTI外部中断产生的信号流向

如下图编号1~4是外部中断的信号流向

1.编号1是GPIO的任意一个引脚，就是高低电平信号输入脚
2.编号2是一个边沿检测电路，通过上升/下降沿触发选择器寄存器，对GPIO输入信号开启边沿信号检测，检测到了就在后面的编号3或门处给个1，而两个寄存器可以配置上升沿/下降沿，或者上升沿和下降沿都触发
3.编号3是一个或门电路，软件中断事件寄存器由软件置位 1,这一操作会把请求挂起寄存器的相应位置1
4.编号4是一个与门电路，中断屏蔽寄存器设置为1表示开放中断，编号 4 电路输出的信号会被保存到挂起寄存器(EXTI_PR)内，如果确定编号 4 电路输出为 1 就会把EXTI_PR(挂起寄存器) 对应位置 1,在该位中写入’1’可以清除它，也可以通过改变边沿检测的极性清除
5.编号4出来的信号发送到内核NVIC中请求产生中断，并跳转到中断服务函数

在这里插入图片描述

4.EXTI中断产生后的中断服务程序

中断向量表中的中断服务函数就是下面几个，中断产生后就会跳入相应函数，我们应用程序就可以对中断后需要做的事进行修改。
在这里插入图片描述

我们应用过程中一般在 stm32f1xx_it.c中对中断服务函数进行应用修改就可以

/**
  * @brief This function handles EXTI line0 interrupt.
  */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */

  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 */
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);//LED引脚翻转输出
  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}

六.CubeMX配置一个GPIO输入中断的例程

通过连矩阵按键接板子的 PA0 引脚配置成中断输入引脚，PC13 引脚配置成输出，每次按键，PA0 引脚就会进入一次外部中断，每进入一次中断服务程序，改变 PC13 输出电平的高低，从而实现 LED 灯的亮灭。
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打开STM32CubeMX软件,新建工程

Part Number处输入STM32F103C8，再双击就创建新的工程

配置下载口引脚

配置外部晶振引脚