STM32（F103ZET6）第四课：串口中断

news2024/9/24 17:12:08

需求

1.设备上电后四个灯灭。
2.按下KEY1，LED1灯亮，同时串口发送“LED1灯亮”。
3.再次按下KEY1，LED1灯灭，同时串口发送“LED1灯灭”。
4.加入中断，添加串口控制LED灯，且和按键相互不冲突。

一、串口中断过程与作用

在这里插入图片描述
1、外设发出中断请求
2、处理器暂停当前执行的任务，保护现场，将当前位置的PC地址压栈；
3、程序跳转到中断服务程序，执行中断服务程序；
4、恢复现场，将栈顶的值回送给PC;
5、跳转到被中断的位置开始执行下一个指令
中断服务函数：
相对于正常子函数，中断服务函数有以下需要注意的地方：
1、中断服务函数不能传入参数；
2、中断服务函数不能有返回值；
3、中断服务函数应该做到短小精悍，快入快出，禁止延时性的过程。
4、不要在中断函数中使用printf函数，会带来重入和性能问题。
5、不要加浮点型（double，float）运算
中断重入：就是在一个中断程序执行过程中又被另一个中断打断，转而又去执行另一个中断程序。
中断的部分专业术语
中断源：引起中断的原因，或者能够发出中断请求信号的来源统称为中断源
中断优先级：中断同时到来，谁先执行。数字越小，优先级越高。
中断响应：中断事件发生，Cortex-M3内核准备执行该事件，即为中断响应。
中断嵌套：可嵌套的内核 – 中断可以被其他中断打断。（Cortex-M）
不可嵌套的内核 – 不可以打断。
中断挂起：中断事件发生了，但是Cortex-M内核还没准备去执行。
中断服务函数：中断发生后，要执行的程序。（固定格式）

二、中断实现流程

1.中断优先级分组

NVIC 支持由软件指定的优先级。通过对中断优先级寄存器的8位 IPR_N 区执行写操作，来将中断的优先级指定为 0～255，见中断优先级寄存器。硬件优先级随着中断号的增加而降低。 0 优先级最高， 255 优先级最低。指定软件优先级后，硬件优先级（默认优先级）无效。

利用系统控制块(SCB)中一个名为优先级分组的配置寄存器(属于SCB中的应用中断和复位控制寄存器)将每个具有可编程优先级的优先级配置寄存器可被分为两部分。上半部分(左边的位)为分组(抢占)优先级﹐而下半部分(右边的位)则为子优先级。事实上stm32只用了4位优先级，分组时从优先级高位向低位方向分组。

抢占优先级：高抢占优先级中断到来，可以打断低抢占优先级的；
次级优先级：两个抢占优先级一样高的中断，并且同时到来，判断次级优先级，谁高谁先执行

整个工程使用中断之前先设置优先级分组，并且只用分组一次。
内核里面有8位可以配置中断的优先级分组：（stm32只支持四位优先级分组：高四位）
每个中断都要设置中断优先级：抢占优先级能够打断低抢占优先级的中断
在这里插入图片描述
x表示抢占，y是次级，高亮部分是有效部分

了解了以上之后，我们就可以开始配置寄存器了
NVIC_SetPriorityGrouping(X);
直接在这个函数中填写分组的序号X即可。
注意：该函数要放在main函数中，类似于初始化。
组号为7时只能打断主程序，不能打断中断。
分组代码如下：
在这里插入图片描述

2.配置串口中断

首先要打开手册找串口1的接收非空中断使能位置，由查询可知CR1控制寄存器的第五位即为接收非空中断使能位置，置1打开即可。

配置中断通道的优先级。
优先级配置函数：
NVIC_SetPriority();
注意：值为0~15但是只有高4位有用。

最后，使能中断通道打开即可使用中断函数。
使能中断通道函数：
NVIC_EnableIRQ();
注意：每个中断通道都能单独打开和关闭。
在这里插入图片描述
中断函数：

(USART1->SR&0x1<<5)!=0 执行该中断函数的原因有很多，所以判断一下是不是接收导致的
data = USART1->DR; 读操作，同时也是清空中断标志位
库函数配置

库函数中断接收

三、需求的实现

#include "usart.h"
#include "stdio.h"

void Usart1_Config()
{
	    //开时钟：GPIOA，USART1
	    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
	    //配置对应的IO口 PA9（tx）:复用推挽 PA10（RX）：浮空输入
	    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
		GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
		GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
		GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
		GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
		GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
		GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
		GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
	  //配置串口1    8数据位，0校验位，1停止位，波特率115200
		USART_InitTypeDef USART_InitStruct = {0};//可以通过结构体类型跳转
		USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;//波特率
		USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//硬件控制流不开
		USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx|USART_Mode_Rx;//打开发送和接收
		USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
		USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
		USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
		USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);
		USART_Cmd(USART1,ENABLE);
  //配置串口1的中断
	//在串口1产生接收的时候，会产生中断，我们直接去中断函数里面处理就可以了
	//选择串口1的中断原因
    USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//USART1->CR1 |= 0x1<<5;//使能串口1的接收非空中断
	NVIC_SetPriority(USART1_IRQn,7);//设置优先级0~15
	NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);//使能中断通道
}