STM32外部中断原理与配置
2022-01-12 00:54 jym蒟蒻 阅读(1183) 评论(0) 编辑 收藏 举报STM32-外部中断原理与配置
中断线 | M3 | M4 | M7 |
---|---|---|---|
EXTI线0~15:对应外部IO口的输入中断。 | √ | √ | √ |
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。 | √ | √ | |
EXSTI线23:连接到LPTIM1异步事件 | √ |
STM32的每个IO都可以作为外部中断输入。
每个外部中断线可以独立的配置触发方式(上升沿,下降沿或者双边沿触发),触发/屏蔽,专用的状态位。
STM32供IO使用的中断线只有16个,但是STM32F系列的IO口多达上百个,STM32F103ZGT6(112),那么中断线怎么跟io口对应呢?
GPIOx.0映射到EXTI0
GPIOx.1映射到EXTI1
…
…
GPIOx.14映射到EXTI14
GPIOx.15映射到EXTI15
对于M4/M7,配置寄存器为SYSCFG_EXTIRx
对于M3,配置寄存器为AFIO_EXTICRx
如下图所示,EXTI0[3:0]有4个位,可以配置16个,所以可以从PA0选择到PI0。也就是说16个中断线,最多可以处理16*16个外部引脚的中断。
可以在手册中找到SYSCFG 外部中断配置寄存器:
16个中断线就分配16个中断服务函数?
IO口外部中断在中断向量表中只分配了7个中断向量,也就是只能使用7个中断服务函数。
从表中可以看出,外部中断线5~ 9分配一个中断向量,共用一个服务函数外部中断线10~15分配一个中断向量,共用一个中断服务函数。
中断服务函数列表:
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
EXTI4_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
EXTI15_10_IRQHandler
外部中断操作使用到的函数分布文件
stm32fxxx_hal_gpio.h
stm32fxxx_hal_gpio.c
外部中断配置:
外部中断的中断线映射配置和触发方式都是在GPIO初始化函数中完成:
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; //PA0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING; //上升沿触发
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init)
{
uint32_t position;
uint32_t ioposition = 0x00;
uint32_t iocurrent = 0x00;
uint32_t temp = 0x00;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx));
assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin));
assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode));
assert_param(IS_GPIO_PULL(GPIO_Init->Pull));
/* Configure the port pins */
for(position = 0; position < GPIO_NUMBER; position++)
{
/* Get the IO position */
ioposition = ((uint32_t)0x01) << position;
/* Get the current IO position */
iocurrent = (uint32_t)(GPIO_Init->Pin) & ioposition;
if(iocurrent == ioposition)
{
/*--------------------- GPIO Mode Configuration ------------------------*/
/* In case of Alternate function mode selection */
if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD))
{
/* Check the Alternate function parameter */
assert_param(IS_GPIO_AF(GPIO_Init->Alternate));
/* Configure Alternate function mapped with the current IO */
temp = GPIOx->AFR[position >> 3];
temp &= ~((uint32_t)0xF << ((uint32_t)(position & (uint32_t)0x07) * 4)) ;
temp |= ((uint32_t)(GPIO_Init->Alternate) << (((uint32_t)position & (uint32_t)0x07) * 4));
GPIOx->AFR[position >> 3] = temp;
}
/* Configure IO Direction mode (Input, Output, Alternate or Analog) */
temp = GPIOx->MODER;
temp &= ~(GPIO_MODER_MODER0 << (position * 2));
temp |= ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE) << (position * 2));
GPIOx->MODER = temp;
/* In case of Output or Alternate function mode selection */
if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) ||
(GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_OD) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD))
{
/* Check the Speed parameter */
assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed));
/* Configure the IO Speed */
temp = GPIOx->OSPEEDR;
temp &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR0 << (position * 2));
temp |= (GPIO_Init->Speed << (position * 2));
GPIOx->OSPEEDR = temp;
/* Configure the IO Output Type */
temp = GPIOx->OTYPER;
temp &= ~(GPIO_OTYPER_OT_0 << position) ;
temp |= (((GPIO_Init->Mode & GPIO_OUTPUT_TYPE) >> 4) << position);
GPIOx->OTYPER = temp;
}
/* Activate the Pull-up or Pull down resistor for the current IO */
temp = GPIOx->PUPDR;
temp &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0 << (position * 2));
temp |= ((GPIO_Init->Pull) << (position * 2));
GPIOx->PUPDR = temp;
/*--------------------- EXTI Mode Configuration ------------------------*/
/* Configure the External Interrupt or event for the current IO */
if((GPIO_Init->Mode & EXTI_MODE) == EXTI_MODE)
{
/* Enable SYSCFG Clock */
__HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE();
temp = SYSCFG->EXTICR[position >> 2];
temp &= ~(((uint32_t)0x0F) << (4 * (position & 0x03)));
temp |= ((uint32_t)(GPIO_GET_INDEX(GPIOx)) << (4 * (position & 0x03)));
SYSCFG->EXTICR[position >> 2] = temp;
/* Clear EXTI line configuration */
temp = EXTI->IMR;
temp &= ~((uint32_t)iocurrent);
if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_IT) == GPIO_MODE_IT)
{
temp |= iocurrent;
}
EXTI->IMR = temp;
temp = EXTI->EMR;
temp &= ~((uint32_t)iocurrent);
if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_EVT) == GPIO_MODE_EVT)
{
temp |= iocurrent;
}
EXTI->EMR = temp;
/* Clear Rising Falling edge configuration */
temp = EXTI->RTSR;
temp &= ~((uint32_t)iocurrent);
if((GPIO_Init->Mode & RISING_EDGE) == RISING_EDGE)
{
temp |= iocurrent;
}
EXTI->RTSR = temp;
temp = EXTI->FTSR;
temp &= ~((uint32_t)iocurrent);
if((GPIO_Init->Mode & FALLING_EDGE) == FALLING_EDGE)
{
temp |= iocurrent;
}
EXTI->FTSR = temp;
}
}
}
}
和串口中断一样,HAL库同样提供了外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler,我们在外部中断服务函数中会调用该函数处理中断。
//中断服务函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);//调用中断处理公用函数
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);//调用中断处理公用函数
}
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler函数内部通过判断中断来源引脚,最终调用外部中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback来处理中断。
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
/* EXTI line interrupt detected */
if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET)
{
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
}
}
然后找到定义,可以看到HAL_GPIO_EXTI_Callback是一个弱函数
__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
/* Prevent unused argument(s) compilation warning */
__IO uint32_t tmpreg = 0x00;
UNUSED(tmpreg);
/* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
*/
}
用户最终编写中断处理回调函数来编写中断处理逻辑
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
switch(GPIO_Pin)
{
case GPIO_PIN_0:
//控制逻辑
break;
case GPIO_PIN_2:
//控制逻辑
break;
}
}
① 使能IO口时钟。
② 初始化IO口,设置触发方式:HAL_GPIO_Init();
③ 设置中断优先级,并使能中断通道。
④ 编写中断服务函数:函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。
⑤ 编写外部中断回调函数:HAL_GPIO_EXTI_Callback;
按键硬件连接
key0按下低电平,松开应该是高电平,所以key0设置为上拉输入,松开的时候高,按下低,所以按下的时候是下降沿,因此就下降沿触发。
KEY0->PH3 上拉输入,下降沿触发
KEY1->PH2 上拉输入,下降沿触发
KEY2->PC13 上拉输入,下降沿触发
WK_UP->PA0 下拉输入,上升沿触发
按键KEY0按下: 同时控制LED0和LED1翻转。
按键KEY1按下: LED1状态翻转。
按键KEY2按下: LED0翻转。
按键WK_UP按下:控制LED0和LED1互斥点亮。
根据外部中断的配置的五个步骤,可以写出代码:
① 使能IO口时钟。
② 初始化IO口,设置触发方式:HAL_GPIO_Init();
③ 设置中断优先级,并使能中断通道。
④ 编写中断服务函数:函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。
⑤ 编写外部中断回调函数:HAL_GPIO_EXTI_Callback;
首先编写exti.h文件:
#ifndef _EXTI_H
#define _EXTI_H
#include "sys.h"
void EXTI_Init(void);
#endif
然后编写exti.c文件
写出里面要用到的函数
#include "exti.h"
void EXTI_Init(void)
{
}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
}
然后进行函数编写,首先是 使能IO口时钟、初始化IO口,设置触发方式,然后是设置中断优先级,并使能中断通道
void EXTI_Init(void)
{
//使能IO口时钟、初始化IO口,设置触发方式
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启GPIOA时钟
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //开启GPIOC时钟
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); //开启GPIOH时钟
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; //PA0
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING; //IT是外部中断 RISING上升沿触发
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN; //下拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_13; //PC13
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_FALLING; //下降沿触发
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3; //PH2,3
HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
//设置中断优先级,并使能中断通道
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,2,0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn,2,1);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI3_IRQn,2,2);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,2,3);
}
然后在后面编写中断服务函数:函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。和 编写外部中断回调函数:HAL_GPIO_EXTI_Callback;
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);
}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_3);
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13);
}
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
delay_ms(100);//消抖
switch(GPIO_Pin)
{
case GPIO_PIN_0://WK_UP
if(WK_UP==1)
{
LED1=!LED1;
LED0=!LED1;
}
break;
case GPIO_PIN_13://KEY2
if(KEY2==1)
{
LED0=!LED0;
}
break;
case GPIO_PIN_2://KEY1
if(KEY1==1)
{
LED1=!LED1;
}
break;
case GPIO_PIN_3://KEY0
if(KEY0==1)
{
LED0=!LED0;
LED1=!LED1;
}
break;
}
}
然后开始写main函数:
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
int main(void)
{
HAL_Init(); //初始化HAL库
Stm32_Clock_Init(360,25,2,8); //设置时钟,180Mhz
delay_init(180); //初始化延时函数
uart_init(115200); //初始化USART
LED_Init(); //初始化LED
EXTI_Init();
while(1)
{
printf("OK\r\n");
delay_ms(1000)
}
}
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