代码收藏家 STM32笔记：学习EXTI外部中断功能
一、简介
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；
当你正在写作业时，做到一半又去吃饭，吃完饭后又回来接着原来的作业继续完成。
中断，在单片机中占有非常重要的地位。代码默认地从上向下执行，遇到条件或者其他语句，会按照指定的地方跳转。而在单片机执行代码的过程中，难免会有一些突发的情况需要处理，这样就会打断当前的代码，待处理完突发情况之后，程序会回到被打断的地方继续执行。
外部信号进入经过1的边沿检测电路，检测是否符合(有2和3的上升沿和下降沿选择寄存器决定)，产生信号，然后和4软件中断事件寄存器或值，(在这里也就说可以写入软件中断事件寄存器模拟中断和事件)，之后产生信号一分为二，看5中断屏蔽寄存器和7事件屏蔽寄存器，如果中断和事件都没有屏蔽，首先会产生事件，进入脉冲发生器。其次，会进入6挂起寄存器，然后进入NVIC。
STM32 GPIO外部中断简图：
GPIO到EXTI的映射：（要产生中断，必须先配置好并使能中断线。）
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；
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。
（不用开启外设时钟：特殊）EXTI可以监测指定GPIO口的电平信号，当其指定的GPIO口产生电平变化时，EXTI将立即向NVIC发出中断申请，经过NVIC裁决后即可中断CPU主程序，使CPU执行EXTI对应的中断程序。
支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发
（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。）
支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断
通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒
触发响应方式：中断响应/事件响应
在中断的使用中还有一个极其重要的一部分为中断服务函数（触发中断后，系统执行的部分，例如上文的吃饭过程）中断服务函数是中断的入口。
中断向量表定义在启动文件中，发生中断时，CPU会自动执行对应的额中断服务函数；
STM32总结之开启外设时钟：
1.点亮LED灯实验时，用到了GPIOB，我们需要开启GPIOB的时钟：
2.使用按键的时候，不论是查询方式，还是中断方式，都用到了GPIOA，所以要开启GPIOA的时钟。
3.配置UASRT1时，用到了PA9和PA10，所有要开启GPIOA的时钟，另外还有开启USART1的时钟。
4.使用DMA时，要开启DAM时钟，DMA挂载在AHB总线上
5.使用基本定时器时要开启基本定时器的时钟。基本定时器挂载在APB1总线上。
6.使用通用定时器时要开启通用定时器的时钟。通用定时器挂载在APB1总线上。
需要注意的是：
1.配置按键中断时，只需要开启相应的GPIO的时钟。初始化EXTI结构体时，不需要开启EXTI时钟。
2.配置NVIC中断向量控制器时，不需要开启时钟。
3.使用SysTick系统定时器时，不需要开启时钟。二、基本结构
硬件中断选择：通过下面的过程来配置20个线路做为中断源：
● 配置20个中断线的屏蔽位(EXTI_IMR)
中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)
允许至NVIC中断寄存器：
● 配置所选中断线的触发选择位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)；
边沿检测电路—配置触发信号
● 配置对应到外部中断控制器(EXTI)的NVIC中断通道的使能和屏蔽位，使得20个中断线中的请求可以被正确地响应。（最重要）逻辑即下图：
AFIO复用:(记得开启 外设时钟)通过AFIO_EXTICRx配置GPIO线上的外部中断/事件，必须先使能AFIO时钟。112通用I/O端口以下图的方式连接到16个外部中断/事件线上：
使用函数 GPIO_EXTILineConfig进行配置：
要产生中断，必须先配置好并使能中断线。根据需要的边沿检测设置2个触发寄存器（上升沿还是下降沿），同时在中断屏蔽寄存器的相应位写’1’允许中断请求（如下图利用与门的特点，0&x = 0,1&x = x）。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个中断请求，对应的挂起位也随之被置’1’。在挂起寄存器的对应位写’1’，将清除该中断请求。
工作原理图：
（可以看到很多在信号线上打一个斜杠并标注“20”字样，这个表示在控制器内部类似的信号线路有 20 个，这与 EXTI 总共有 20 个中断/事件线是吻合的。）
PCLK2—-APB2的时钟
从上图还可以看出支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发，边沿检测电路进来后经过一个或门，或门是有1为1，故不管是软件中断寄存器进行触发还是边沿检测电路触发，都能触发中断，一路发生中断，一路是事件触发，同样都存在屏蔽寄存器。而请求挂起寄存器：
该寄存器的作用主要有两个：
1、检测外部中断线上是否发生了选择的边沿事件，如果发生了，该位置1，并将信号传递给 与门电路，进而进入NVIC中；
2、在该位手动（软件）写入1，可以清除之前中断信号的1，主要作用是进入中断后，清除中断位，防止多次进入中断；
此外，在配置nvic时还需要注意的是：EXTI9_5和EXTI15_10
EXPORT ，表示本程序里面用到的变量提供给其他模块调用的。
EXPORT EXTI0_IRQHandler
EXPORT EXTI1_IRQHandler
EXPORT EXTI2_IRQHandler
EXPORT EXTI3_IRQHandler
EXPORT EXTI4_IRQHandler
EXPORT EXTI9_5_IRQHandler
EXPORT EXTI15_10_IRQHandler
中断线 0-4 每个中断线对应一个中断函数，中断线 5-9 共用中断函数 EXTI9_5_IRQHandler，中断线 10-15 共用中断函数 EXTI15_10_IRQHandler。
NVIC配置代码：
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI15_10线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定NVIC线路的抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设STM32中断优先级基本概念：
1、抢占优先级(pre):高抢占优先级可以打断正在执行的低抢占优先级中断；
2、响应优先级(sub):当抢占优先级相同时，响应优先级高的先执行，但是不能相互打断；
3、抢占优先级和响应优先级都相同的情况下，自然优先级越高的先执行；
4、自然优先级:中断向量表中的优先级；
5、数值越小，表示优先级越高；
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_56399733/article/details/134979299
三、外部中断代码实现
外部中断一般配置步骤：
1.初始换IO口为输入：GPIO_Init();
2.开启IO口复用时钟：RCC_APB2PeriphClockCmd();
简单来说：操作外设是通过外设总线来实现，只有外设总线有时钟了才能操作外设。
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); //开启AFIO的时钟，外部中断必须开启AFIO的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB14引脚初始化为上拉输入注意：可以看到， 只有当使用事件控制寄存器、复用重映射和调试寄存器以及外部中断寄存器的时候，才需要提前开启AFIO的时钟！并不是使用到引脚复用功能就必须开启AFIO时钟。
为什么配置成上拉？
3.设置IO口与中断线的映射关系: void GPIO_EXTILineConfig()；
/*AFIO选择中断引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);//将外部中断的14号线映射到GPIOB，即选择PB14为外部中断引脚4.初始化线上中断，设置触发条件等：EXTI_Init();
/*EXTI初始化*/
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //定义结构体变量
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14; //选择配置外部中断的14号线
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //指定外部中断线使能
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //指定外部中断线为中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //指定外部中断线为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //将结构体变量交给EXT5.配置中断分组(NVIC)，并且使能中断：NVIC_Init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3
//此分组配置在整个工程中仅需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI15_10线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定NVIC线路的抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 6.编写中断服务函数():EXTIx_IRQHandler();
PxN管脚共用外部中断线EXTIN和外部中断向量EXTIN_IRQn和中断服务程序入口EXTIN_IRQHandler(这些都不能写错)
7.清除中断标志位：EXTI_ClearITPendingBit();
/**
* 函 数：EXTI15_10外部中断函数
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入
*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET) //判断是否是外部中断14号线触发的中断
{
/*如果出现数据乱跳的现象，可再次判断引脚电平，以避免抖动*/
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0)
{
CountSensor_Count ++; //计数值自增一次
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14); //清除外部中断14号线的中断标志位
//中断标志位必须清除
//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死
}
}
四、扩展内容
void TIMER6_IRQHandler(void) //0.5ms
{
uint32_t ulReturn;
/* 进入临界段，临界段可以嵌套 */
// ulReturn = taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR();
if(SET == timer_interrupt_flag_get(TIMER6, TIMER_INT_FLAG_UP))
{
/******add opt********/
if(s_Fluctuate.shock_wave_ad > ADC_WATCHDOG1_LT)
{
if(s_SetParam.ControllerType == 1)
{
SeedSensorMonitor();
BaseFatSensorMonitor();
}
else if(s_SetParam.ControllerType == 0)
{
SeedSensorMonitor_TiaoBo();
}
}
else
{
debug_printf(INFO_ORDINARY,"low voltage not count ...\r\n");
}
timer_interrupt_flag_clear(TIMER6, TIMER_INT_FLAG_UP);
}
/* 退出临界段 */
// taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR( ulReturn );
}static void Timer6_Config(uint16_t psc,uint16_t arr)
{
rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER6);
timer_deinit(TIMER6);
timer_parameter_struct timer_initparam;
timer_struct_para_init(&timer_initparam);
timer_initparam.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;
timer_initparam.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
timer_initparam.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
timer_initparam.period = arr - 1;
timer_initparam.prescaler = psc - 1;
timer_initparam.repetitioncounter = 0U;
timer_init(TIMER6,&timer_initparam);
timer_interrupt_enable(TIMER6,TIMER_INT_UP);
timer_enable(TIMER6);
nvic_irq_enable(TIMER6_IRQn, 4, 0);
}void Bsp_TimerInit(void)
{
Timer5_Config( 100, 1000);
Timer6_Config( 100, 500); //0.5ms
}作者：白少平
