程序员经验分享-hwhale

STM32之中断和事件

2023-10-28

中断和事件

什么是中断

当CPU正在执行程序时，由于发生了某种事件，要求CPU暂时中断当前的程序执行，转而去处理这个随机事件，处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续原来的程序执行，这样的过程称为中断。

什么是事件

当检测到某一个动作的触发（电平边沿）了就会产生某种事件，如检测到了下降沿，上升沿等等。即事件是中断的触发源。

EXTI

外部中断/事件控制器(EXTI)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。

EXTI线路

映像

EXTI 0 ~ EXTI 15

外部I/O口的输入中断

EXTI 16

连接到PVD输出

EXTI 17

连接到RTC闹钟事件

EXTI 18

连接到USB唤醒事件

EXTI 19

连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品)

  • 产生中断：①->②->③->⑦->⑧

  • 产生事件：①->②->③->④->⑤->⑥

中断优先级

抢占优先级

决定了该中断是否能打断其他中断的执行

响应优先级

决定了该中断是否能先被响应而去执行

抢占优先级和响应优先级的区别

  • 高优先级的抢占优先级中断可以打断正在进行的低抢占优先级中断。

  • 抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。

  • 抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行

  • 如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行

优先级分组

中断优先级的控制方式，用来控制抢占优先级和响应优先级的位数，优先级的数值越小，其优先级越高。

STM32把指定中断优先级的寄存器位减少到4位，这4个寄存器位的分组方式如下

优先级组别

分配结果

第0组

所有4位用于指定响应优先级

第1组

最高1位用于指定抢占式优先级，最低3位用于指定响应优先级

第2组

第2组:最高2位用于指定抢占式优先级，最低2位用于指定响应优先级

第3组

第3组:最高3位用于指定抢占式优先级，最低1位用于指定响应优先级

第4组

第4组:所有4位用于指定抢占式优先级

中断向量表

  • 中断向量：每个中断源都有对应的处理程序，这个处理程序称为中断服务程序，其入口地址称为中断向量。

  • 中断向量表：所有中断的中断服务程序入口地址构成一个表，称为中断向量表，也有的机器把中断服务程序入口的跳转指令构成一张表，称为中断向量跳转表。

NVIC

STM32通过中断控制器NVIC(Nested Vectored interrupt Controller)进行中断的管理。NVIC是属于Cortex内核的器件，不可屏蔽中断(NMI)和外部中断都由它来处理，但是SYSTICK不是由NVIC控制的。

按键点灯（中断）

通过按下按键1，生成下降沿信号触发中断，来翻转LED1的电平，同时在程序运行过程中每隔1秒翻转一次LED2的电平。

使用STM32CubeMX创建工程

配置SYS

配置RCC

看板子原理图

找到按键1（KEY1）、LED1、LED2对应的引脚

配置GPIO

PA8、PA9都配置为输出高电平，PA0配置为下降沿触发中断

配置NVIC

将PA0的中断的抢占优先级配置为3，因为待会要在中断处理函数中调用HAL_Delay()，而该函数要用到滴答定时器，而在程序初始化时默认将滴答定时器的中断优先级设置为最低，因此其他中断源很容易将其打断。

配置工程名称、工程路径

选择固件库

生成工程

main函数编写

找到中断处理函数

  1. 在中断相关文件中找到EXTI0_IRQHandler()

  1. 找到HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()

  1. 找到HAL_GPIO_EXTI_Callback()，它是一个虚函数，可以在main.c文件中编写它的函数体

编写main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 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 "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 */

/* 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 */

//中断处理函数
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    //确认是按键0触发的中断
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0){
        HAL_Delay(50);  //按键防抖
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET){
            HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_8);  //翻转LED1的电平
        }
    }
}

/* 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();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

    HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);  //把滴答定时器的抢占优先级和响应优先级都设置为最高

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
        
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);  //翻转LED1的电平
        HAL_Delay(1000);
        
  }
  /* 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 */

/* 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 */
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