STM32以中断的方式点亮LED小灯（标准库）

STM32以中断的方式点亮LED小灯（标准库）

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• 主要任务：
  用STM32F103核心板的GPIOA端一管脚接一个LED，GPIOB端口一引脚接一个开关（用杜邦线模拟代替）。采用中断模式编程，当开关接高电平时，LED亮灯；接低电平时，LED灭灯。

实验工具：
（1）软件

• STM32CubeMX
• KEIL5：安装教程
• mcuisp(或者FlyMcu)： mcuisp百度网盘链接提取码：h2xc

（2）硬件

• STM32F103C8T6的最小核心板
• 杜邦线（模拟开关）
• USB转TTL模块

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一.认识中断

中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行

1.中断优先级：

当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源

2.中断嵌套：

当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回

3.中断执行流程

4.中断与stm32

1.68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设
2. 使用NVIC统一管理中断，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级

5.中断与NVIC（嵌套向量中断控制器）

• NVIC:
  NVIC作为CPU的小助手，在NVIC里对接入的中断进行优先级排序，告诉CPU应该优先处理哪一个中断，然后CPU才会立刻暂停正在做的事务转而处理中断（判断分配优先级这样的事如果交给CPU来做的话没有必要，都是一些重复且简单的事项，所以专门设计了一个NVIC来处理对应的事项）

优先级分组：

• NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位（0~15）决定，这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级
• 抢占优先级高的可以中断嵌套，响应优先级高的可以优先排队，抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队
  

6.EXTI（Extern Interrupt）外部中断

①.EXTI简介

②.EXTI基本结构

7.AFIO复用IO口

正如上面的图中所说，AFIO作为一个数组选择器外设，用来给GPIO外设选择中断的引脚。

①.如果只有一个中断，则GPIO引脚可以随意选择，若选择GPIOA Pin15，则AFIO则选择数字15输出到EXTI 。
②.如果有多个中断，则GPIO引脚则要注意不能同时选择相同标号引脚，例如两个中断，一个设为GPIOA15触发，一个设为GPIOB15触发，因为AFIO是数字选择器，这样就只能识别到一个15。

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二.创建MDK（keil5）项目

1.项目结构

LED.c用来存储驱动程序的主体代码
LED.h用来存放这个驱动程序可以对外提供的函数或变量声明
其他都是F103C8T6对应标准库所需的文件，直接添加就好

2.基本设置

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三.具体实现

1.配置RCC，把涉及到的外设的时钟全部打开

	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);  //打开GPIO时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);   //打开AFIO时钟
	//EXTI 和 NVIC已经默认开启时钟，不需要再开启

2.配置GPIO，选择端口为输入模式（GPIOB14号引脚）

	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义配置初始化结构体
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;     //对于外部中断来说，要选择浮	空，上拉或者下拉输入其中一个模式，如果不清楚看ST参考手册GPIO外设配置表（113页EXTI输入线）
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;//我们
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

• 这里注意，GPIO的输入模式有所不同

1.如果想要接高电平亮，接低电平熄灭的话就需要浮空输入模式
2.如果想要接高电平或者低电平亮，不接就熄灭的话就选上拉或者下拉，最后再根据中断的

3.配置AFIO，选择我们用的GPIO连接到后面EXTI

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//用AFIO配置需要的中断引脚选择

4.配置EXTI，选择触发方式（例如上升沿，下降沿或双边沿），触发响应方式（中断或者事件触发）

	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;//选择PB14对应的14号线路;
	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;//开启中断
	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择是中断还是事件触发
	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;//配置为下降沿触发
	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);

5.配置NVIC，给外设配置合适的优先级，最后通过NVIC中断信号进入CPU

	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//先配置一下指定中断分组（这里选择抢占优先级和响应优先级）
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;//这里参数需要到整个文件搜索，不同类型的芯片终端通道列表不一样，选择MD的芯片找到10-15EXTI的通道
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	//指定优先级，因为只有一个中断源，优先级随意设置
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //指定抢占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

6.中断函数的写入

这里中断函数的函数名称需要在库里面去寻找，因为我们之前用的PB14对应的EXTI的14号口，所以这里找到库里的void EXTI15_10_IRQHandler(void)函数，因为有10-15EXTI都能进来所以一般还要在函数里要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1

• 完整代码

//第六步写中断函数（在启动文件startup里面找，找对应之前开启的10-15通道）
void EXTI15_10_IRQHandler(void)//必须无参无返回值
{
	//因为有10-15EXTI都能进来所以一般首先要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)== SET)
	{
			//这里是用PA5引脚点亮小灯泡
			GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
			RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//打开GOIO时钟
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
			GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
		
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_RESET)//判断现在是低电平还是高电平，对应开关等
		{
			
			
			GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
			//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		}
	    else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_SET)
		{
		
			//GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
			GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		}
		
		
		//每次执行中断后都应该清除中断标志位，不然会一直申请中断，程序就卡死在中断里面
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
	}
	
}

以上都是LED.c文件对应的代码，下面给出LED.c文件的完整代码

#include "stm32f10x.h"                  // Device header


uint16_t LED_Count;//计数器（中断触发次数）
void LED_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义配置初始化结构体
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);  //打开GPIO时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);   //打开AFIO时钟
	//EXTI 和 NVIC已经默认开启时钟，不需要再开启
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;     //对于外部中断来说，要选择浮空，上拉或者下拉输入其中一个模式，如果不清楚看ST参考手册GPIO外设配置表（113页EXTI输入线）
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; 
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	//第三步，给AFIO配置，库函数文件在GPIO一个文件里
	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//用AFIO配置需要的中断引脚选择
	
	//第四步配置EXTI，选择触发的方式
	EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;//选择PB14对应的14号线路;
	EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;//开启中断
	EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择是中断还是事件触发
	EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;//配置为下降沿触发
	EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
	
	//第五步，配置NVIC（NVIC属于内核，库函数需要在杂项即misc.h里寻找）
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//先配置一下指定中断分组（这里选择抢占优先级和响应优先级）
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;//这里参数需要到整个文件搜索，不同类型的芯片终端通道列表不一样，选择MD的芯片找到10-15EXTI的通道
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
	//指定优先级，因为只有一个中断源，优先级随意设置
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //指定抢占优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定响应优先级
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
}



//第六步写中断函数（在启动文件startup里面找，找对应之前开启的10-15通道）
void EXTI15_10_IRQHandler(void)//必须无参无返回值
{
	//因为有10-15EXTI都能进来所以一般首先要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1
	if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)== SET)
	{
			
			GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;	
			RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
			GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
			GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
			GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
		
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_RESET)//判断现在是低电平还是高电平，对应开关等
		{
			
			
			GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
			//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		}
	    else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_SET)
		{
		
			//GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
			GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
		}
		
		
		//每次执行中断后都应该清除中断标志位，不然会一直申请中断，程序就卡死在中断里面
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
	}
	
}

7.LED.h头文件引入

#ifndef _LED_H
#define _LED_H
void LED_Init(void);
#endif

8.main.c主函数

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "LED.h"
int main(void)
{
	LED_Init();
	while(1)
	{
		
	}
} 

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四.电路的连接

这里因为不涉及到串口通信，所以PA9和PA10不用向我这样连上
然后编译生成HEX文件，烧录到程序中

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五.实验现象

可以看到，当PB14接3.3v或5v的高电平的时候由PA5决定的灯泡亮,当接地的时候灯泡熄灭
当PB14什么都不接的时候，灯泡会不稳定的闪亮，因为我们之前在PB14初始化GPIO的时候选择的浮空输入模式，既不上拉也不下拉，处在一个没有默认值的情况，所以灯泡随即闪亮，这里参考一篇文章

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六.总结

这次实验花了我比较长的时间，前几次实验都用的HAL库做，其实很多时候不知道自己在配置些什么东西，都是跟着别人的文章做，别人做什么就跟着做什么。当我花时间去认真了解了标准库后，对稍微底层一些的东西以及对stm32本身的外设以及硬件知识多了一些了解，虽然不及寄存器开发底层，但是也足够了。