STM32（五）- NVIC与EXTI
一、NVIC
中断结构框图
向量表
中断类型：
（1）系统异常，体现在内核水平
（2）外部中断，体现在外设水平
NVIC：嵌套向量中断控制器，控制整个芯片中断相关的功能，跟内核紧密耦合管理包括内核和片上所有外设的中断相关功能。内核外设。各芯片厂商在设计芯片是会对Cortex-M3内核里面的NVIC进行裁剪，去掉不需要部分，STM32的NVIC是Contex-M3d NVIC的一个子集。
两个重要库文件：core_cm3.h(内核外设的寄存器定义)和misc.h
1 typedef struct 2 { 3 __IO uint32_t ISER[8]; /*!< Offset: 0x000 Interrupt Set Enable Register/中断使能寄存器 */ 4 uint32_t RESERVED0[24]; 5 __IO uint32_t ICER[8]; /*!< Offset: 0x080 Interrupt Clear Enable Register/中断清除寄存器 */ 6 uint32_t RSERVED1[24]; 7 __IO uint32_t ISPR[8]; /*!< Offset: 0x100 Interrupt Set Pending Register/中断使能悬起寄存器 */ 8 uint32_t RESERVED2[24]; 9 __IO uint32_t ICPR[8]; /*!< Offset: 0x180 Interrupt Clear Pending Register/中断清除悬起寄存器 */ 10 uint32_t RESERVED3[24]; 11 __IO uint32_t IABR[8]; /*!< Offset: 0x200 Interrupt Active bit Register/中断有效位寄存器 */ 12 uint32_t RESERVED4[56]; 13 __IO uint8_t IP[240]; /*!< Offset: 0x300 Interrupt Priority Register (8Bit wide)/中断优先级寄存器（8位） */ 14 uint32_t RESERVED5[644]; 15 __IO uint32_t STIR; /*!< Offset: 0xE00 Software Trigger Interrupt Register/软件触发中断寄存器 */ 16 } NVIC_Type;
注：配置中断时，一般只用ISER(使能中断)、ICER(失能中断)、IP(设置中断优先级)
优先级和优先级分组
中断优先级分组库函数
优先级分组真值表
中断编程
配置每个中断时，一般有三个编程要点：
1、使能某个外设中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。参照中断向量表配置。
2、初始化NVIC_InitTypeDef结构体，配置中断源，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。NVIC_InitTypeDef结构体在固件库头文件misc.h中定义。
NVIC_InitTypeDef结构体成员变量分析：
(1)NVIC_IRQChannel：配置中断源，不同中断的中断源是不一样的。参考stm32f10x.h头文件里的IRQn_Type结构体定义，该结构体包含了所有的中断源。
1 typedef enum IRQn 2 { 3 /****** Cortex-M3 Processor Exceptions Numbers ***************************************************/ 4 NonMaskableInt_IRQn = -14, /*!< 2 Non Maskable Interrupt */ 5 MemoryManagement_IRQn = -12, /*!< 4 Cortex-M3 Memory Management Interrupt */ 6 BusFault_IRQn = -11, /*!< 5 Cortex-M3 Bus Fault Interrupt */ 7 UsageFault_IRQn = -10, /*!< 6 Cortex-M3 Usage Fault Interrupt */ 8 SVCall_IRQn = -5, /*!< 11 Cortex-M3 SV Call Interrupt */ 9 DebugMonitor_IRQn = -4, /*!< 12 Cortex-M3 Debug Monitor Interrupt */ 10 PendSV_IRQn = -2, /*!< 14 Cortex-M3 Pend SV Interrupt */ 11 SysTick_IRQn = -1, /*!< 15 Cortex-M3 System Tick Interrupt */ 12 13 /****** STM32 specific Interrupt Numbers *********************************************************/ 14 WWDG_IRQn = 0, /*!< Window WatchDog Interrupt */ 15 PVD_IRQn = 1, /*!< PVD through EXTI Line detection Interrupt */ 16 TAMPER_IRQn = 2, /*!< Tamper Interrupt */ 17 RTC_IRQn = 3, /*!< RTC global Interrupt */ 18 FLASH_IRQn = 4, /*!< FLASH global Interrupt */ 19 RCC_IRQn = 5, /*!< RCC global Interrupt */ 20 EXTI0_IRQn = 6, /*!< EXTI Line0 Interrupt */ 21 EXTI1_IRQn = 7, /*!< EXTI Line1 Interrupt */ 22 EXTI2_IRQn = 8, /*!< EXTI Line2 Interrupt */ 23 EXTI3_IRQn = 9, /*!< EXTI Line3 Interrupt */ 24 EXTI4_IRQn = 10, /*!< EXTI Line4 Interrupt */ 25 DMA1_Channel1_IRQn = 11, /*!< DMA1 Channel 1 global Interrupt */ 26 DMA1_Channel2_IRQn = 12, /*!< DMA1 Channel 2 global Interrupt */ 27 DMA1_Channel3_IRQn = 13, /*!< DMA1 Channel 3 global Interrupt */ 28 DMA1_Channel4_IRQn = 14, /*!< DMA1 Channel 4 global Interrupt */ 29 DMA1_Channel5_IRQn = 15, /*!< DMA1 Channel 5 global Interrupt */ 30 DMA1_Channel6_IRQn = 16, /*!< DMA1 Channel 6 global Interrupt */ 31 DMA1_Channel7_IRQn = 17, /*!< DMA1 Channel 7 global Interrupt */ 32 #ifdef STM32F10X_HD 33 ADC1_2_IRQn = 18, /*!< ADC1 and ADC2 global Interrupt */ 34 USB_HP_CAN1_TX_IRQn = 19, /*!< USB Device High Priority or CAN1 TX Interrupts */ 35 USB_LP_CAN1_RX0_IRQn = 20, /*!< USB Device Low Priority or CAN1 RX0 Interrupts */ 36 CAN1_RX1_IRQn = 21, /*!< CAN1 RX1 Interrupt */ 37 CAN1_SCE_IRQn = 22, /*!< CAN1 SCE Interrupt */ 38 EXTI9_5_IRQn = 23, /*!< External Line[9:5] Interrupts */ 39 TIM1_BRK_IRQn = 24, /*!< TIM1 Break Interrupt */ 40 TIM1_UP_IRQn = 25, /*!< TIM1 Update Interrupt */ 41 TIM1_TRG_COM_IRQn = 26, /*!< TIM1 Trigger and Commutation Interrupt */ 42 TIM1_CC_IRQn = 27, /*!< TIM1 Capture Compare Interrupt */ 43 TIM2_IRQn = 28, /*!< TIM2 global Interrupt */ 44 TIM3_IRQn = 29, /*!< TIM3 global Interrupt */ 45 TIM4_IRQn = 30, /*!< TIM4 global Interrupt */ 46 I2C1_EV_IRQn = 31, /*!< I2C1 Event Interrupt */ 47 I2C1_ER_IRQn = 32, /*!< I2C1 Error Interrupt */ 48 I2C2_EV_IRQn = 33, /*!< I2C2 Event Interrupt */ 49 I2C2_ER_IRQn = 34, /*!< I2C2 Error Interrupt */ 50 SPI1_IRQn = 35, /*!< SPI1 global Interrupt */ 51 SPI2_IRQn = 36, /*!< SPI2 global Interrupt */ 52 USART1_IRQn = 37, /*!< USART1 global Interrupt */ 53 USART2_IRQn = 38, /*!< USART2 global Interrupt */ 54 USART3_IRQn = 39, /*!< USART3 global Interrupt */ 55 EXTI15_10_IRQn = 40, /*!< External Line[15:10] Interrupts */ 56 RTCAlarm_IRQn = 41, /*!< RTC Alarm through EXTI Line Interrupt */ 57 USBWakeUp_IRQn = 42, /*!< USB Device WakeUp from suspend through EXTI Line Interrupt */ 58 TIM8_BRK_IRQn = 43, /*!< TIM8 Break Interrupt */ 59 TIM8_UP_IRQn = 44, /*!< TIM8 Update Interrupt */ 60 TIM8_TRG_COM_IRQn = 45, /*!< TIM8 Trigger and Commutation Interrupt */ 61 TIM8_CC_IRQn = 46, /*!< TIM8 Capture Compare Interrupt */ 62 ADC3_IRQn = 47, /*!< ADC3 global Interrupt */ 63 FSMC_IRQn = 48, /*!< FSMC global Interrupt */ 64 SDIO_IRQn = 49, /*!< SDIO global Interrupt */ 65 TIM5_IRQn = 50, /*!< TIM5 global Interrupt */ 66 SPI3_IRQn = 51, /*!< SPI3 global Interrupt */ 67 UART4_IRQn = 52, /*!< UART4 global Interrupt */ 68 UART5_IRQn = 53, /*!< UART5 global Interrupt */ 69 TIM6_IRQn = 54, /*!< TIM6 global Interrupt */ 70 TIM7_IRQn = 55, /*!< TIM7 global Interrupt */ 71 DMA2_Channel1_IRQn = 56, /*!< DMA2 Channel 1 global Interrupt */ 72 DMA2_Channel2_IRQn = 57, /*!< DMA2 Channel 2 global Interrupt */ 73 DMA2_Channel3_IRQn = 58, /*!< DMA2 Channel 3 global Interrupt */ 74 DMA2_Channel4_5_IRQn = 59 /*!< DMA2 Channel 4 and Channel 5 global Interrupt */ 75 #endif /* STM32F10X_HD */ 76 } IRQn_Type;
(2)NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定。
(3)NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定。
(4)NVIC_IRQChannelCmd：中断使能(ENABLE)或者失能(DISABLE)。操作的是NVIC_ISER和NVIC_ICER这两个寄存器。
1 static void NVIC_Configuration(void) 2 { 3 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; 4 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); /* 配置 NVIC 为优先级组 1 */ 5 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY1_INT_EXTI_IRQ; /* 配置中断源：按键 1 */ 6 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;/* 配置抢占优先级： 1 */ 7 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; /* 配置子优先级： 1 */ 8 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /* 使能中断通道 */ 9 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 10 }
3、编写中断服务函数
在启动文件 startup_stm32f10x_hd.s 中预先为每个中断都写了一个中断服务函数，只是这些中断函数都是为空，为的只是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需要我们重新编写， 为了方便管理我们把中断服务函数统一写在 stm32f10x_it.c 这个库文件中。关于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就在中断向量表中找不到中断服务函数的入口，直接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，并且在里面无限循环，实现不了中断。
二、EXTI
EXTI（External interrupt/event controller） —外部中断/事件控制器， 管理了控制器的 20
个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿
检测和下降沿的检测。 EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为
中断或者事件，以及触发事件的属性。
注：EXTI实际上主要就是为GPIO（PX0~PX15（X=A B C D E F G H I））服务的，除此之外还有PVD输出、RTC闹钟事件、USB唤醒事件、以太网唤醒事件（只适合互联型）
EXTI功能图
注：20个信号线路与EXTI的20个中断/事件线是对应的。EXTI两大功能：(1)产生中断(2)产生事件
红色虚线：
编号1是输入线，输入线通过寄存器可设置为任意一个 GPIO，也可以是一些外设的事件，输入线一般是存在电平变化的信号。
编号2 是一个边沿检测电路，它会根据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)对应位的设置来控制信号触发。
边沿检测电路以输入线作为信号输入端，如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1（逻辑1） 给编号 3 电路，否则输出无效信号0（逻辑0）。
编号 3 电路实际就是一个或门电路，一个输入来自编号 2 电路，另外一个输入来自软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。 EXTI_SWIER 允许
我们通过程序控制就可以启动中断/事件线。这两个输入随便一个信号为有效信号 1就可以输出 1 给编号 4 和编号 6 电路。
编号 4 电路是一个与门电路，一个输入是编号 3 电路，另外一个输入来自中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。如果 EXTI_IMR 设置为 1 时，最终编号 4 电路
输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_IMR来实现是否产生中断的目的。编号 4 电路输出的信号会被保存到
挂起寄存器(EXTI_PR)内，如果确定编号 4 电路输出为 1 就会把 EXTI_PR 对应位置 1。
编号 5 是将 EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内，从而实现系统中断事件控制。
绿色虚线：（它是一个产生事件的线路，最终输出一个脉冲信号）
产生事件线路是在编号 3 电路之后与中断线路有所不同，之前电路都是共用的。
编号6 电路是一个与门，一个输入来自编号 3 电路，另外一个输入来自事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)。如果EXTI_EMR 设置为 1 时，最终编号 6 电路输出的信号
才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_EMR 来实现是否产生事件的目的。
编号 7 是一个脉冲发生器电路，当编号 6 电路输出一个有效信号 1 时就会产生一个脉冲。
编号 8 是一个脉冲信号，产生事件的线路的最终产物，这个脉冲信号可以给其他外设电路使用，比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC 等，这样的脉冲信号一般用来触发 TIM 或者 ADC 开始转换。
小结：产生中断的线路（红色）目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步运行中断服务函数，实现功能，这是软件级的。
而产生事件线路（绿色）目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，是电路级别的信号传输，属于硬件级的。
除此还需注意EXTI是挂在APB2总线上的。
EXTI有20个中断/事件线，GPIO设置为输入线占用16根线EXTI0~EXTI15，还有4根线用于特定的外设事件（由外设触发）。
输入源选择，以EXTI0为例，EXTI0可以通过APIO的外部中断配置寄存器1(AFIO_EXTICR1)的EXTI0[3:0]为选择配置为PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0、PH0、PI0。
EXTI初始化结构体
标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体，EXTI对应为EXTI_InitTypeDef，结构体成员用于设置外设工作参数(配置外设相应的寄存器)，并由外设初始化配置函数调用。
初始化结构体定义在 stm32f10x_exti.h 文件中，初始化库函数定义在 stm32f10x_exti.c 文件中，编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。
EXTI_InitTypeDef成员变量分析：
(1)EXTI_Line：EXTI中断/事件线选择。
(2)EXTI_Mode：EXTI模式选择，产生中断(EXTI_Mode_Interrupt)或者产生事件(EXTI_Mode_Event)。
(3)EXTI_Trigger：触发类型。EXTI 边沿触发事件，上升沿触发(EXTI_Trigger_Rising)、下降沿触发(EXTI_Trigger_Falling)、上升沿和下降沿都触发(EXTI_Trigger_Rising_Falling)。
(4)EXTI_LineCmd：控制是否使能EXTI线，使能 EXTI 线(ENABLE)、禁用(DISABLE)。
EXTI编程：
(1)初始化用来产生中断的GPIO。
(2)初始化EXTI。
(3)配置NVIC。
(4)编写中断服务函数。
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