GPIO中断

1.EXTI简介

EXTI是External Interrupt的缩写，指外部中断。在嵌入式系统中，外部中断是一种用于处理外部事件的机制。当外部事件发生时（比如按下按钮、传感器信号变化等），外部中断可以立即打断正在执行的程序，转而执行一个特定的中断服务程序（ISR），以响应和处理外部事件。

在大多数嵌入式系统中，外部中断可以配置为上升沿触发、下降沿触发、高电平触发、低电平触发等不同的触发方式，以适应不同的外部事件类型。外部中断通常用于实时性要求较高的应用，如实时控制系统、传感器数据采集等。

在使用外部中断时，需要了解具体的硬件平台和编程语言的相关知识，以确保正确地配置和处理外部中断。

2.EXTI功能框图讲解

 首先，中断源从输入线进入，总共有20根中断/事件线，每一条线对应着PXx,例如EXTI0的输入源可以是PX0(X为A、B、C、D、E、F、G、H、I)，因为GPIO端口有16个，所以x的取值在0-15，EXTI16的输入源是PVD输出，EXTI17的输入源是RTC闹钟事件，EXTI18的输入源是USB唤醒事件，EXTI19的输入源是以太网唤醒事件（只适用互联型）。

通过外部中断配置寄存器1(AFIO_EXTICR1)配置来选择输入线，每一个EXTIx有四个位，可以选择16个GPIO端口。

 

选择输入线和输入源后进入边缘检测电路 ，边缘检测电路通过寄存器上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)和下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)选择触发方式。

通过配置的触发方式，边缘检测电路输出“1”给到或门，然后另一个输入由软件中断事件寄存器输入，当软件中断事件寄存器相应位为’0’时，写’1’将设置EXTI_PR中相应的挂起位，是否相应中断请求由后面的总开关中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)决定，这样或门输入两个“1”，或门也输出“1”，将这个“1”输入给请求挂起寄存器就是中断，输入给与门就是事件，然后请求挂起寄存器输出“1”给与门，然后中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)对应位置“1”，开放来自线x的中断请求，与门输出“1”给到NVIC中断控制器，NVIC在内核中，由内核响应这个中断，内核就会去查找相应的中断服务函数ESR。

3.GPIO中断实例

3.1.初始化GPIO 

 通过原理图查看按键对应的GPIO端口

通过原理图可以知道按键SW2连接的是GPIO的PA0，那么我们需要初始化PA0，并且将PA0连接到EXTI0。

初始化GPIO

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

3.2.初始化EXTI用于产生中断/事件

 初始化EXTI方法和初始化GPIO相似，首先打开系统时钟，然后选择输入线，通过函数GPIO_EXTILineConfig()配置，接着通过EXTI_InitTypeDef结构体定义一个变量，通过这个变量配置EXTI的输入线、模式、触发方式，然后将配置的结构体变量的地址传递给初始化EXTI函数EXTI_Init()。

    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

3.3.初始化NVIC

 初始化NVIC和初始化GPIO和初始化EXTI相似，都需要通过定义结构体变量去配置相应参数。首先定义结构体变量NVIC_InitStructure。然后设置中断优先级级分组，通过函数NVIC_PriorityGroupConfig(),有5个组

没个组有主优先级和次优先级，我们配置中断优先级的时候stm32使用了四个位，当主优先级只是用0位时，取值就是0，次优先级就使用四个位，取值就是0-15。同理，当主优先级只是用1位时，取值就是0-1，次优先级就使用3个位，取值就是0-7，以此类推。然后通过定义的结构体变量配置中断源，抢占优先级，子优先级。注意这里的中断源配置，如果是GPIO0-4都是单独的EXTIx_IRQn,但是如果你说4以后的端口，就会使用到EXTI9_5_IRQn和EXTI15_10_IRQn。然后将配置的结构体变量的地址传递给初始化NVIC初始化函数NVIC_Init()。

    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

3.4.编写中断服务函数

 通断服务函数都放在stm32f10x_it.c这个文件里面，中断服务函数的名字已经定义好了，放在startup_stm32f10x_hd.s文件的向量表中。通过if语句判断函数EXTI_GetITStatus()的返回值来判断是否产生中断，如果产生中断EXTI_GetITStatus()返回值位1。通过宏定义LED_G_TOGGLE

#define LED_G_TOGGLE     {GPIOB->ODR ^= GPIO_Pin_0;}

通过控制端口输出数据寄存器ODR异或运算控制LED交替，异或运算符与1异或改变，与0异或不变。为了防止一直在中断里面，最后需要清除中断位，通过函数 EXTI_ClearITPendingBit()。

void EXTI0_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET){LED_G_TOGGLE;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}

3.5.main函数

 最后，通过main函数调用前面写的函数

int main(void)
{LED_GPIO_RCC();LED_GPIO_Config();EXIT_Key_Config();while(1){}
}