STM32入门——外部中断

中断系统概述

• 中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行
• 中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源
• 中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回

中断执行流程

STM32中断

NVIC基本结构

由NVIC分配优先级

NVIC优先级分组

• 数越小优先级越高
• 抢占优先级高的可以中断嵌套，响应优先级高的可以优先排队，抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队
  

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
• 支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/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
• 通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒
• 触发响应方式：中断响应/事件响应（中断响应触发CPU执行中断函数，事件响应触发外设操作，属于外设之间的联合工作）

EXTI基本结构

1. 相同的Pin不能同时触发中断（例如PA1 PB1 PC1这些中只能有一个连接到通道1上面）
2. AFIO：中断引脚选择，同一时间只有一个中断源通过AFIO到达EXTI
3. EXTI通道输出：EXTI0 1 2 3 4 ，外部中断的9-5
   15-10都各自分配到同一个通道了（中断函数里需要根据标志位来分辨哪个中断进来了）
4. PVD、RTC、USB、ETH也是中断源，触发事件响应

流程如下：

void countSensor_Init(void)//模块初始化
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO时钟//配置GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  =  GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//配置AFIOGPIO_EXTILineConfig(GPIO_PinSource1,GPIO_PinSource14);//选择用作EXTI线的GPIO引脚。	//配置EXTIEXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置NVICNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}void EXTI15_10_IRQHandler(void)//中断函数名在启动文件中查看
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET){ //检查指定的EXTI行是否被断言EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);//清除中断挂起标志}}

EXTI框图

AFIO复用IO口

• AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义
• 在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择
  
  引脚功能复用查看GPIO引脚功能图

旋转编码器简介

• 旋转编码器：用来测量位置、速度或旋转方向的装置，当其旋转轴旋转时，其输出端可以输出与旋转速度和方向对应的方波信号，读取方波信号的频率和相位信息即可得知旋转轴的速度和方向
• 类型：机械触点式/霍尔传感器式/光栅式

硬件电路

EXTI相关的寄存器

AFIO相关的寄存器

案例1：旋转编码的左右旋转，可用于音量调节应用
Encodec.c

#include "Encodec.h"int16_t Encoder_Count;void Encodec_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIO时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//开启AFIO时钟//配置GPIOGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed  =  GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//配置AFIOGPIO_EXTILineConfig(GPIO_PinSource1,GPIO_PinSource0);//选择用作EXTI线的GPIO引脚。	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PinSource1,GPIO_PinSource1);//选择用作EXTI线的GPIO引脚。	//配置EXTIEXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置NVICNVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}int16_t  Get_Encoder_Count(void)
{int16_t temp;temp = Encoder_Count;Encoder_Count = 0;return temp;
}
/*
正转：A相低电平，B相下降沿,所以B相产生下降沿时，判断A相是否为低电平
反转：A相下降沿，B相低电平，所以A相产生下降沿时，判断B相是否为低电平
*/void EXTI0_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1) == RESET){Encoder_Count--;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);}}void EXTI1_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET){if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0) == RESET){Encoder_Count++;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);}}

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "LED.h"
#include "Encodec.h"uint16_t Num;int main(void)
{OLED_Init();char *str = "hello world";OLED_ShowString(1,5,str);Encodec_Init();while(1){Num += Get_Encoder_Count();OLED_ShowNum(3,2,Num,3);}}