STM32——关于EXTI讲解及标准库应用(基础篇)

news2024/12/23 0:44:59

简介:

STM32的中断包括EXTI外部中断、TIM定时器、ADC模数转换器、USART串口,SPI通信、I2C通信等一系列的外设。这篇主要来讲解关于EXTI外部中断的概念和应用。EXTI(External Interrupt)是一个非常重要的外部中断模块,可以实现外部中断的响应。下面我们将对STM32的EXTI模块进行详细介绍,并且分析其在STM32应用中的实际应用。


一、EXTI的基本结构:

EXTI模块标准的EXTI支持事件和中断两种模式,它的基本结构包括以下几个部分:

  1. 中断控制器:中断控制器(NVIC)负责管理外部中断和系统中断,并为中断提供响应机制。

  2. EXTI触发器和控制器:EXTI触发器和控制器负责处理输入信号,并触发中断或事件。

  3. 直接存储器存取(DMA)控制器:DMA控制器可以使外设数据在不影响CPU的情况下传输数据。

  4. 系统时钟:STM32的EXTI需要系统时钟支持,以实现稳定,准确的功能。

二、EXTI的工作原理

STM32的EXTI工作原理如下:

  1. 触发方式:当外部中断探测到电平变化时,会产生中断请求。触发方式有上升沿/下降沿/双边沿/软件触发。

  2. 中断请求处理:当中断请求产生时,中断控制器将执行中断服务程序,根据中断向量表(IVT)处理特定的中断请求。中断服务程序可以保存当前状态,加载新的状态,然后执行一些特定的操作,最后返回处理器。

  3. 中断服务程序:中断服务程序通常由外设驱动程序编写。在中断服务程序中,需要首先确认中断请求的源头,根据这个中断源准备特定的函数,并调用这个函数来执行特定的操作。

  4. 确认中断请求:确认中断请求的方法有很多种,最常用的方法是使用中断控制器的“中断清除”功能。这个功能可以清除中断控制器中的中断标志位,从而中断控制器不再产生附加的中断请求。另外,还可以使用外设的通过特定寄存器提供的处理方式来确认中断请求。

三、EXTI的应用

作为一个外部中断模块,STM32的EXTI有很多的应用。下面我们将介绍STM32的EXTI在程序中的具体应用。

  1. 程序设计中的GPIO中断:STM32的GPIO引脚可以使用中断来响应其他设备或者用户的请求。通过在GPIO模式寄存器中设置对应的模式,可以使GPIO引脚变得可中断。因此,中断响应器通过改变定义为GPIO口的引脚的电平来产生外部中断,从而实现中断信号的触发。但是相同的Pin不能同时触发中断。

  2. 程序设计中的时钟中断:STM32的时钟中断可以用来控制未完成的同步传输操作或者块传输操作。在程序设计中,通过对应用程序接口(API)中的周期性中断标志位进行测试,可以检查时钟中断是否已经发生。

  3. 程序设计中的DMA中断:为了避免CPU和外设之间数据传输的中断负担,STM32的DMA控制器支持多个DMA通道。在程序设计中,使用配置DMA通道计数器和外设寄存器偏移量后,可以对这些DMA通道进行配置,并将它们绑定到外设。在数据传输完成时触发DMA传输完成中断,可以使CPU获得数据传输的完整性,并且强制停止外设操作。


代码介绍:

1、复位AFIO外设的
void GPIO_AFIODeInit(void);

2、锁定GPIO的配置
void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

3、选择 GPIO 管脚用作事件输出
void GPIO_EventOutputConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);

4、使能或者失能事件输出
void GPIO_EventOutputCmd(FunctionalState NewState);

5、进行引脚重映射
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);

6、选择 GPIO 管脚用作外部中断线路
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
1、清除配置
void EXTI_DeInit(void);

2、根据 EXTI_InitStruct 中指定的参数初始化外设 EXTI 寄存器
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

3、根据 EXTI_InitStruct 中指定的参数初始化外设 EXTI 寄存器
void EXTI_StructInit(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

4、产生一个软件中断
void EXTI_GenerateSWInterrupt(uint32_t EXTI_Line);

5、检查指定的 EXTI 线路标志位设置与否
FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(uint32_t EXTI_Line);

6、清除 EXTI 线路挂起标志位
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line);

7、检查指定的 EXTI 线路触发请求发生与否
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);

8、清除 EXTI 线路挂起位
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);
1、设置优先级分组:先占优先级和从优先级即先占优先级和抢占优先级
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);

2、根据 NVIC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 NVIC 寄存器
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

演示代码效果:

1、EXTI_Configuration.c


#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void EXTI_Configuration(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);	//开启APB2的外设时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);		//开启AFIO的外设时钟,EXTI和NVIC的时钟是一直开启,故不需要开启时钟
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	//定义结构体
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;	//对于EXTI外部中断,引脚要选择浮空、上拉或者下拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
	
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);		//设置PB14引脚外部中断
	
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;//指定配置的中断线
	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;	//选择开启中断或者关闭中断
	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//设置触发模式
	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;	//	设置触发方式
	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
	
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;	//外部中断线 15-10 中断
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;	
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	//先占优先级
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;//从优先级
	//优先级是在多个中断源同时申请,产生拥挤时才会产生作用
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}


//中断函数不需要声明,其是自动执行的
void EXTI15_10_IRQnHandler(void)	//中断源触发的中断
{
	if(EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line14) == SET)	//如果触发到中断,则会进入下面的程序
	{
        /*这里为所要添加实现的功能

        */

		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);//清除中断标志位
	}
}

2、EXTI_Configuration.h

#ifndef _EXTI_COUNT_H
#define _EXTI_COUNT_H

void EXTI_Configuration(void);

#endif
3、main.c


#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "EXTI_Configuration.h"

int main(void)
{
	EXTI_Configuration();
	
	while (1)
	{
        /*这里为想得到的结果

        */
    }

}

首先,在这里先要讲解为什么要开启AFIO时钟,当我们使用非普通管脚时
即使用管脚的复用功能时,需要开启AFIO(复用IO)。但是,不是使用所有引脚的复用
功能时都需要开启AFIO时钟。

总之,STM32的EXTI模块是一个非常重要的外部中断模块,它有很多的应用,可以使STM32的应用程序更加完美和可靠。

参考网址(7条消息) STM32的AFIO时钟什么时候需要开启_afio时钟在什么情况下需要开启_阿基米东的博客-CSDN博客https://blog.csdn.net/lu_embedded/article/details/51552575

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