STM32CubeMX 学习（6）外部中断实验

个人学习记录

一、新建工程

二、选择芯片型号

我使用的开发板是正点原子 STM32F103ZET6 核心板

三、配置时钟

开发板焊接了外部晶振，所以我 RCC(Reset and Cock Control) 配置选择了 Crystal/Ceramic Resonator（石英/陶瓷谐振器），配置完成后，右边的 Pinout view 里相关引脚就会被标绿。

外部高速时钟配置完成后，进入 Clock Configuration 选项，根据实际情况，将系统时钟配置为 72 MHz，配置步骤如下，最后按下回车，软件会自动调整分频和倍频参数。

四、配置调试模式

ST-Link 就是 Serial Wire 调试模式，一定要设置！！！
以前使用 M0 的芯片，不配置这个模式没出现问题，但现在这个型号，如果不配置 Serial Wire 模式，程序一旦通过 ST-Link 烧录到芯片中，芯片就再也不能被ST-Link 识别了。（后来我是通过 STMISP 工具烧录程序/擦除后才恢复正常的）

五、外部中断参数配置

我所用的开发板上有两个按键，分别与单片机的两个 IO 相连，另一脚上拉，所以当按键按下时，IO 能收到高电平信号。
按照下面的步骤来配置这两个 GPIO：将 GPIO 设置为外部中断功能，中断模式为上升沿/下降沿触发（本实验主要用到了上升沿触发）

外部中断还需要使能，可以在 GPIO 的 NVIC 配置中使能，也可以直接在 NVIC 总配置中开启相应的中断线。另外，由于我的实验中会用到 Hal 库延时函数（放在外部中断处理函数中，由滴答定时器中断实现）所以必须让滴答定时器的中断优先等级高于外部中断的优先级。

六、生成 Keil 工程

设置 IDE 和 工程目录及名称：

将每种外设的代码存放到不同的 .c /.h 文件中，便于管理（不然都会被放到 main.c 中）。

下面是生成 Keil 工程中关于 GPIO（EXTI）初始化的代码：

void MX_GPIO_Init(void)
{
    

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {
    0};

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

  /*Configure GPIO pin : PE4 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);

  /*Configure GPIO pin : PA0 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /* EXTI interrupt init*/
  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 1, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

  HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 1, 0);
  HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);

}

七、中断函数写在哪

在使用标准库时，我们是将中断处理写在最底层的中断处理函数中，如 EXTI0_IRQHandler()，但 Hal 库增加了回调函数，将中断底层一些必要的操作 “隐藏” 了起来（如清除中断）。

中断的调用顺序是（以 EXTI0 为例）：EXTI0_IRQHandler() —> HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler() —> HAL_GPIO_EXTI_Callback()。

/** * @brief This function handles EXTI line0 interrupt. */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */

  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}

/** * @brief This function handles EXTI interrupt request. * @param GPIO_Pin: Specifies the pins connected EXTI line * @retval None */
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
    
  /* EXTI line interrupt detected */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)
  {
    
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

八、测试示例

实验中用到了串口，上文配置中没提及，串口配置可以参考 STM32CubeMx 学习（2）USART 串口实验

我的实验代码的核心部分为中断回调函数：

// 外部中断回调函数
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
	{
    
		HAL_Delay(10); // 消除抖动（实际使用中不建议在中断中延时）
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == SET)
		{
    
			Exti_Flag1 = 1; // 外部中断标志置1，在main函数中处理
		}
	}
	
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_4)
	{
    
		HAL_Delay(10); // 消除抖动（实际使用中不建议在中断中延时）
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_4) == SET)
		{
    
			Exti_Flag2 = 1; // 外部中断标志置1，在main函数中处理
		}
	}
}

完整 main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/** ****************************************************************************** * @file : main.c * @brief : Main program body ****************************************************************************** * @attention * * Copyright (c) 2022 STMicroelectronics. * All rights reserved. * * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file * in the root directory of this software component. * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS. * ****************************************************************************** */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

uint8_t Exti_Flag1;  // 外部中断触发标志
uint8_t Exti_Flag2;  // 外部中断触发标志

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/** * @brief The application entry point. * @retval int */
int main(void)
{
    
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    
		if(Exti_Flag1)
		{
    
			// 串口发送数据
			HAL_UART_Transmit(&huart1, "WK_UP is pressed.\r\n", 19, 0xffff);  
			// 清除标志
			Exti_Flag1 = 0;
		}
		
		if(Exti_Flag2)
		{
    
			// 串口发送数据
			HAL_UART_Transmit(&huart1, "KEY0 is pressed.\r\n", 18, 0xffff);  
			// 清除标志
			Exti_Flag2 = 0;
		}
		
    /* USER CODE END WHILE */
	
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/** * @brief System Clock Configuration * @retval None */
void SystemClock_Config(void)
{
    
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {
    0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {
    0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

// 外部中断回调函数
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
	{
    
		HAL_Delay(10); // 消除抖动（实际使用中不建议在中断中延时）
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == SET)
		{
    
			Exti_Flag1 = 1; // 外部中断标志置1，在main函数中处理
		}
	}
	
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_4)
	{
    
		HAL_Delay(10); // 消除抖动（实际使用中不建议在中断中延时）
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOE, GPIO_PIN_4) == SET)
		{
    
			Exti_Flag2 = 1; // 外部中断标志置1，在main函数中处理
		}
	}
}



/* USER CODE END 4 */

/** * @brief This function is executed in case of error occurrence. * @retval None */
void Error_Handler(void)
{
    
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
    
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef USE_FULL_ASSERT
/** * @brief Reports the name of the source file and the source line number * where the assert_param error has occurred. * @param file: pointer to the source file name * @param line: assert_param error line source number * @retval None */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
    
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number, ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

实验效果：

我没有使用实物进行测试，而是使用了 Keil 的软件调试功能，这个功能我已经在 重映射串口到 rt_kprintf 函数（学习笔记） 提及，这里不作介绍。

软件仿真中，设置按键对应的 GPIO 的输入电平，串口就会打印相应的数据，说明按键中断（外部中断）成功触发且中断回调函数成功执行。