2.外部中断(EXTI)

news2025/1/23 13:03:17

理论

NVIC：嵌套向量中断控制器（解释教程）

外部通用中断线(EXTI0~EXTI15)：每个GPIO设置成中断模式，与中断控制器连接的线

外部中断触发方式

上升沿触发、下降沿触发、双边沿触发

外部中断触发函数

在stm32f1xx_it.c文件里(大概204行)

中断触发函数
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
EXTI15_10_IRQHandler

解析

解析初始化中断过程

  //gpio.c中58
  /*Configure GPIO pins : PEPin PEPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = EXTI_Key1_Pin|EXTI_Key2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);	//将上面三行代码的数据传入这个函数解析初始化

//stm32f1xx_hal_gpio.c中286
/*--------------------- EXTI Mode Configuration ------------------------*/
/* Configure the External Interrupt or event for the current IO */
if ((GPIO_Init->Mode & EXTI_MODE) == EXTI_MODE)
{
/* Enable AFIO Clock */
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();	//打开复用时钟
temp = AFIO->EXTICR[position >> 2u];
CLEAR_BIT(temp, (0x0Fu) << (4u * (position & 0x03u)));
SET_BIT(temp, (GPIO_GET_INDEX(GPIOx)) << (4u * (position & 0x03u)));
AFIO->EXTICR[position >> 2u] = temp;	//把固定引脚设置成复用模式(如复用成外部中断)

//配置上升沿还是下降沿
/* Enable or disable the rising trigger */
if ((GPIO_Init->Mode & RISING_EDGE) == RISING_EDGE)
{
  SET_BIT(EXTI->RTSR, iocurrent);
}
else
{
  CLEAR_BIT(EXTI->RTSR, iocurrent);
}

/* Enable or disable the falling trigger */
if ((GPIO_Init->Mode & FALLING_EDGE) == FALLING_EDGE)
{
  SET_BIT(EXTI->FTSR, iocurrent);
}
else
{
  CLEAR_BIT(EXTI->FTSR, iocurrent);
}

/* Configure the event mask */
if ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_EVT) == GPIO_MODE_EVT)
{
  SET_BIT(EXTI->EMR, iocurrent);
}
else
{
  CLEAR_BIT(EXTI->EMR, iocurrent);
}

//打开或关闭中断
/* Configure the interrupt mask */
if ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_IT) == GPIO_MODE_IT)
{
  SET_BIT(EXTI->IMR, iocurrent);
}
else
{
  CLEAR_BIT(EXTI->IMR, iocurrent);
}

中断实现过程

  1. 确认中断
  2. 清除中断标志位
  3. 执行中断回调函数

图示

//stm32f1xx_it.：大概204行
void EXTI3_IRQHandler(void)		//中断入口函数
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI3_IRQn 0 */

  /* USER CODE END EXTI3_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(EXTI_Key1_Pin);	//在库函数不能写
  /* USER CODE BEGIN EXTI3_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI3_IRQn 1 */
}

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)	//stm32f1xx_hal_gpio.c：大概546行
{
  /* EXTI line interrupt detected */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)	//判断有没有中断触发(有:1,没:0)
  {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);		//若进来则为1，为1则清除中断标志位
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);	//回调函数(Callback)，执行函数
  }
}

//stm32f1xx_hal_gpio.h中190
#define __HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(__EXTI_LINE__) (EXTI->PR & (__EXTI_LINE__))	//挂起寄存器(EXTI_PR)(参考手册140) 有没有中断触发

//stm32f1xx_hal_gpio.h中198
#define __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(__EXTI_LINE__) (EXTI->PR = (__EXTI_LINE__))	//赋值，(参考手册140)

//调用这个函数，__weak：弱声明，若别文件也有相同的函数，优先调用没有弱声明
__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)	//stm32f1xx_hal_gpio.c：大概561行
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */
}

若相同有一个PA0设置了中断，别的PB0等等都不能设置成中断

解析图

代码编写

实验：按键PE3控制蜂鸣器(PB8)、按键PE4控制LED灯(PB5)

Cube IDE代码

Cube IDE中编写

LED灯、蜂鸣器、按键配置

LED灯、蜂鸣器配置，上一篇已经说过，地址

按键设置下降沿触发(也可上升沿触发)，GPIO Pull-up/Pull-down：设置上拉，空闲状态为高电平

按键没按下时高电平，按下时有下降沿和上升沿，所以两个触发都可，按键这里是中断触发功能，不是GPIO输入功能

按键设置图

配置NVIC(嵌套向量中断控制器)

配置NVIC

调节不同中断优先级(数字越小优先级越高)

若抢占优先级相同，比较子优先级

中断优先级

调节多少bit对应代码在：

HAL_Init();	//main.c(74)

//HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)中的
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);	//stm32f1xx_hal.c(157)
代码

main.c：144行（在mian函数外任意一个 /* USER CODE BEGIN / / USER CODE END */中）

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	//若需要延时需要将延时中断优先级比外部中断优先级高，优先级高才可以打断低优先级
	HAL_Delay(10);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(EXTI_Key1_GPIO_Port, EXTI_Key1_Pin) == 0)	//读引脚，相同=0,不同=1
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin);
	}
	if(HAL_GPIO_ReadPin(EXTI_Key2_GPIO_Port, EXTI_Key2_Pin) == 0)
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
	}
}

中断处理程序要少用延时的原因
中断处理的要求是即时处理，尽快退出。如果在中断中使用延时函数或者使用IO阻塞函数，会影响到系统的实时性。如果下次中断来临，延时或者阻塞还没结束，那么就永远在中断里死循环了。
因此，对于中断处理程序的要求是：
    短小精悍，不要处理过多任务
    不使用延时函数或者IO阻塞的函数

Keil代码

需要修改的地方如下：

mian.c(144)

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	//若需要延时需要将延时中断优先级比外部中断优先级高，优先级高才可以打断低优先级
	HAL_Delay(10);
	if(HAL_GPIO_ReadPin(EXTI_Key1_GPIO_Port, EXTI_Key1_Pin) == 0)	//读引脚，相同=0,不同=1
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin);
	}
	if(HAL_GPIO_ReadPin(EXTI_Key2_GPIO_Port, EXTI_Key2_Pin) == 0)
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
	}
}

main.h(60)

#define EXTI_Key1_Pin GPIO_PIN_3
#define EXTI_Key1_GPIO_Port GPIOE
#define EXTI_Key1_EXTI_IRQn EXTI3_IRQn
#define EXTI_Key2_Pin GPIO_PIN_4
#define EXTI_Key2_GPIO_Port GPIOE
#define EXTI_Key2_EXTI_IRQn EXTI4_IRQn
#define LED1_Pin GPIO_PIN_5
#define LED1_GPIO_Port GPIOB
#define BEEP_Pin GPIO_PIN_8
#define BEEP_GPIO_Port GPIOB

gpio.c(42)

void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET);

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(BEEP_GPIO_Port, BEEP_Pin, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pins : PEPin PEPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = EXTI_Key1_Pin|EXTI_Key2_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pins : PBPin PBPin */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED1_Pin|BEEP_Pin;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  /* EXTI interrupt init*/
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI3_IRQn, 5, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);

  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 5, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);
}

stm32f1xx_hal_it.c(204)

void EXTI3_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI3_IRQn 0 */

  /* USER CODE END EXTI3_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(EXTI_Key1_Pin);
  /* USER CODE BEGIN EXTI3_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI3_IRQn 1 */
}

void EXTI4_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI4_IRQn 0 */

  /* USER CODE END EXTI4_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(EXTI_Key2_Pin);
  /* USER CODE BEGIN EXTI4_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI4_IRQn 1 */
}

修改延时中断优先级

HAL_Init();	//main.c(74)

//HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)中的
HAL_InitTick(TICK_INT_PRIORITY);	//stm32f1xx_hal.c(160)

//进入参数里修改
#define  TICK_INT_PRIORITY            1U	//stm32f1xx_hal_conf.h(132)

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