【STM32】入门（四）：外部中断-按键通过中断动作

1、简述

中断，也叫异常。

1.1 系统异常

在源码文件stm32f4xx.h中有定义，F4系列（Cortex-M4）中有8个系统异常

NonMaskableInt_IRQn         = -14,    /* 不可屏蔽中断，RCC时钟安全系统连接到NMI向量 */
MemoryManagement_IRQn       = -12,    /* Cortex-M4内存管理中断 */
BusFault_IRQn               = -11,    /* Cortex-M4总线故障中断，预取指令失败，存储器访问失败  */
UsageFault_IRQn             = -10,    /* Cortex-M4使用故障中断，未定义的指令或非法状态 */
SVCall_IRQn                 = -5,     /* 通过SWI指令调用的系统服务 */
DebugMonitor_IRQn           = -4,     /* Cortex-M4调试监视器中断 */
PendSV_IRQn                 = -2,     /* Cortex-M4可挂起的系统服务 */
SysTick_IRQn                = -1,     /* Cortex-M4系统滴答定时器 */

1.2 外部中断

本人使用F407，外部中断共有81个，如下，在stm32f4xx.h中有定义：

  WWDG_IRQn                   = 0,      /* 窗口看门狗中断 */
  PVD_IRQn                    = 1,      /* PVD通过EXTI线路检测中断  */
  ...
  DMA1_Stream6_IRQn           = 17,     /*!< DMA1 Stream 6 global Interrupt                                    */
  ADC_IRQn                    = 18,     /*!< ADC1, ADC2 and ADC3 global Interrupts                             */
#if defined (STM32F40_41xxx)
  CAN1_TX_IRQn                = 19,     /*!< CAN1 TX Interrupt                                                 */
  ...
  FPU_IRQn                    = 81      /*!< FPU global interrupt                                              */
#endif /* STM32F40_41xxx */

包括：看门狗、RTC、CAN读写、GPIO、I2C、串口、SPI、DMA、ETH等相关中断

1.3 NVIC嵌套向量中断控制器

NVIC嵌套向量中断控制器，就是集中控制各个中断。使用中断时，先在NVIC中配置，再在各个具体项中配置，等于打开两个阀门。它有16 个可编程优先级

1.4 外部中断/ 事件控制器 (EXTI)

EXTI 控制器的主要特性如下：
● 每个中断/事件线上都具有独立的触发和屏蔽
● 每个中断线都具有专用的状态位
● 支持多达 23 个软件事件/中断请求

EXTI 线0~EXTI 线 15连接在140 个 GPIO上，另外七根 EXTI 线连接方式如下：
● EXTI 线 16 连接到 PVD 输出
● EXTI 线 17 连接到 RTC 闹钟事件
● EXTI 线 18 连接到 USB OTG FS 唤醒事件
● EXTI 线 19 连接到以太网唤醒事件
● EXTI 线 20 连接到 USB OTG HS（在 FS 中配置）唤醒事件
● EXTI 线 21 连接到 RTC 入侵和时间戳事件
● EXTI 线 22 连接到 RTC 唤醒事件

2、外部中断EXTI

步骤

• 设置优先级分组
• 查询外部中断线
• 根据中断线查询向量表中中断处理函数名
• 设置EXTI外部中断：中断线、触发模式、中断/事件选择、使能中断线
• 设置NVIC嵌套向量中断控制器：中断通道、抢占优先级、子优先级、使能外部中断通道

2.1 主函数

int main(void)
{
     
	u8 t=0;
	#a)设置系统中断优先级分组为2，固件库函数，不再进一步分析
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	delay_init();     //延时函数初始化
	LED_Init();		  //LED初始化
	#b)初始化外部中断输入
  	EXTIX_Init(); 

	#c)主任务：LED2 1秒闪烁一次提示系统正在运行
	while(1) {
    
    	if(t==200) {
    
		   LED2=!LED2;
			 t=0;
		}
		t++;
		delay_ms(5);
	}
}

2.2 EXTIX_Init外部中断初始化

外部中断初始化：需要配置NVIC嵌套向量中断控制器 和 EXTI外部中断，等于要打开两个“阀门”

void EXTIX_Init(void)
{
    
	NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;
	EXTI_InitTypeDef   EXTI_InitStructure;
	
	KEY_Init(); //按键对应的IO口初始化
 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);//使能SYSCFG时钟
	
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOF, EXTI_PinSource6);//PF6 连接到中断线6
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOF, EXTI_PinSource7);//PF7 连接到中断线7
	SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOF, EXTI_PinSource8);//PF8 连接到中断线8
	
	// 配置外部中断线 EXTI_Line6,7,8,9 
	EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line6 | EXTI_Line7 | EXTI_Line8;
  	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断事件
  	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;  //下降沿触发
  	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能
  	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//配置
 
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; //外部中断5-9 刚好 PF6-8 在 EXTI9_5_IRQn 里面
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x00;//抢占优先级0
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;//子优先级2
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//使能外部中断通道
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//配置 
}

2.3 外部中断/ 事件线

如下图所示，EXTI_Line0连接着PA0~PI0、EXTI_Line1连接着PA1-PI1…
所以PF6、PF7、PF8分别在外部中断/ 事件线EXTI_Line6、EXTI_Line7、EXTI_Line8上

2.4 查询中断向量表

在startup_stm32f40_41xxx.s中

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
...                                           
                DCD     EXTI9_5_IRQHandler                ; External Line[9:5]s    
Default_Handler PROC
...                                              
                EXPORT  EXTI9_5_IRQHandler                [WEAK]   

这三个中断线EXTI_Line6、EXTI_Line7、EXTI_Line8，刚好在 EXTI9_5_IRQn 里面

2.5 重写中断函数

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
	delay_ms(10);	//消抖
	
	if(KEY0==0)	  //当按键按下后就是IO从高电平变为低电平触发外部中断
	{
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line6);  //清除LINE6上的中断标志位  KEY0 对应IO口PF6
	}		

	if(KEY1==0)	 //当按键按下后就是IO从高电平变为低电平触发外部中断
	{
		LED0=0; //LED0亮
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7);  //清除LINE7上的中断标志位  KEY1 对应IO口PF7
	}	
	
	if(KEY2==0)	 //当按键按下后就是IO从高电平变为低电平触发外部中断
	{
		LED1=0; //LED1亮
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);  //清除LINE8上的中断标志位  KEY2 对应IO口PF8
	}	
}