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STM32_HAL库外部中断应用详解

一、设置分组 

stm32f1xx_hal_cortex.c

查看分组

五个形参，分组0~4

stm32f1xx_hal.c

设置了分组为2， 此工程就不需要再设置了

再回到stm32f1xx_hal_cortex.c

查看NVIC_SetPriorityGrouping的定义，若无法跳转，先编译一下，

继续找定义

这段代码是用于设置 NVIC 的优先级分组的内联函数。关键部分：

  • SCB->AIRCR = reg_value;: 最后，将更新后的寄存器值写入 SCB_AIRCR 寄存器，完成对 NVIC 优先级分组的设置。

    • 总的来说，这个函数的目的是安全地设置 NVIC 的优先级分组，确保在进行任何更改之前正确地处理了旧的配置值，并且将写入操作限制在允许的范围内。

    二、设置优先级

    stm32f1xx_hal_cortex.c

    没有返回值，三个形参

    这段代码是用于设置特定中断的优先级的函数。

    1. void HAL_NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t PreemptPriority, uint32_t SubPriority): 这是一个函数声明，用于设置特定中断的优先级。它接受三个参数，分别是中断号 IRQn，抢占优先级 PreemptPriority，以及响应优先级 SubPriority。

    2. uint32_t prioritygroup = 0x00U;: 这一行定义了一个变量 prioritygroup 并初始化为 0x00U，该变量用于存储当前 NVIC 的优先级分组。

    3. assert_param(IS_NVIC_SUB_PRIORITY(SubPriority)); 和 assert_param(IS_NVIC_PREEMPTION_PRIORITY(PreemptPriority));: 这两行是参数检查，确保传递给函数的 SubPriority 和 PreemptPriority 在有效范围内。如果参数不在有效范围内，这些断言将会触发。

    4. prioritygroup = NVIC_GetPriorityGrouping();: 这一行调用了 NVIC_GetPriorityGrouping() 函数，获取当前 NVIC 的优先级分组。

    5. NVIC_SetPriority(IRQn, NVIC_EncodePriority(prioritygroup, PreemptPriority, SubPriority));: 这一行调用了 NVIC_SetPriority() 函数，设置指定中断的优先级。它使用了 NVIC_EncodePriority() 函数将抢占优先级和子优先级编码为一个优先级值，并将其传递给 NVIC_SetPriority() 函数来设置中断的优先级。

    这个函数的目的是设置特定中断的优先级，确保传递给函数的优先级参数在有效范围内，并将优先级值编码后传递给 NVIC。

    查看IRQn_Type定义

    跳转到stm32f103xe.h

    举个例子

    RTC_IRQn

    中断号是3

    NVIC_SetPriority

    看定义 

    跳转到这里，再去看定义

     跳转到：

    用于设置特定中断的优先级的内联函数。每个部分的作用：

    1. __STATIC_INLINE void __NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority): 这是一个内联函数的声明，用于设置特定中断的优先级。它接受两个参数，一个是中断号 IRQn，另一个是优先级 priority。

    2. if ((int32_t)(IRQn) >= 0): 这个条件语句检查中断号是否为非负值，如果是非负值，则说明是可编程中断，需要设置 NVIC->IP 寄存器的相应位置；如果是负值，则说明是固定优先级中断，需要设置 SCB->SHP 寄存器的相应位置。

    3. NVIC->IP[((uint32_t)IRQn)] = (uint8_t)((priority << (8U - __NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL);: 如果是可编程中断，就将优先级值左移以便正确放置到 NVIC->IP 寄存器相应位置。这里通过移位来确保优先级值的正确性，同时保留了 __NVIC_PRIO_BITS 指定的位数，这是由硬件定义的。

    4. SCB->SHP[(((uint32_t)IRQn) & 0xFUL)-4UL] = (uint8_t)((priority << (8U - __NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL);: 如果是固定优先级中断，则将优先级值左移并设置到 SCB->SHP 寄存器的相应位置。由于固定优先级中断的索引不是从零开始的，因此需要进行一些偏移和掩码操作。

    这个函数的目的是根据中断类型设置对应中断的优先级，确保优先级值在正确的范围内，并将其正确地写入到相应的寄存器中。

    stm32f1xx_hal_cortex.c对cortex_cm3.h文件里的函数进行了封装

    这段代码是一个内联函数，用于检查特定中断是否已经被使能。让我们逐步解释每个部分的作用：

    1. __STATIC_INLINE uint32_t __NVIC_GetEnableIRQ(IRQn_Type IRQn): 这是一个内联函数的声明，用于获取特定中断是否已经被使能。它接受一个参数，即中断号 IRQn。

    2. if ((int32_t)(IRQn) >= 0): 这个条件语句检查中断号是否为非负值，如果是非负值，则说明是可编程中断，需要检查 NVIC->ISER 寄存器的相应位；如果是负值，则说明是固定优先级中断，这些中断无法被使能，直接返回 0。

    3. return((uint32_t)(((NVIC->ISER[(((uint32_t)IRQn) >> 5UL)] & (1UL << (((uint32_t)IRQn) & 0x1FUL))) != 0UL) ? 1UL : 0UL));: 如果是可编程中断，则检查 NVIC->ISER 寄存器中相应位是否被置位，如果被置位则返回 1，否则返回 0。这里通过对中断号进行移位和掩码操作来确定具体的位位置。

    4. return(0U);: 如果是固定优先级中断，则直接返回 0，表示该中断无法被使能。

    这个函数的目的是根据中断类型检查特定中断是否已经被使能，并返回相应的结果。

    三、EXTI

    p60

    P61

    两种中断

    四、GPIO外部中断

    复制跑马灯实验，BSP新建EXTI文件夹，keil5中新建exti.c与exti.h并添加到EXTI文件夹，添加到工程里

    复制拿过来用

     若无法跳转定义，参考这份博客

    http://t.csdnimg.cn/RCJyL

    重新编译程序

    再次执行Go To Definition of ''的操作，可以了

    参考

    需选用外部中断下降沿触发，且输入上拉

    #define  GPIO_MODE_IT_RISING                    0x10110000u   /*!< External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection          */
#define  GPIO_MODE_IT_FALLING                   0x10210000u   /*!< External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection         */
#define  GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING            0x10310000u   /*!< External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection  */

#define  GPIO_MODE_EVT_RISING                   0x10120000u   /*!< External Event Mode with Rising edge trigger detection               */
#define  GPIO_MODE_EVT_FALLING                  0x10220000u   /*!< External Event Mode with Falling edge trigger detection              */
#define  GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING           0x10320000u   /*!< External Event Mode with Rising/Falling edge trigger detection       */

    这些宏定义了用于 GPIO（通用输入/输出）引脚的不同模式，用于处理外部中断和事件，根据触发边沿的不同来触发。具体而言：

  • GPIO_MODE_IT_RISING：表示外部中断模式，检测上升沿触发。
  • GPIO_MODE_IT_FALLING：表示外部中断模式，检测下降沿触发。
  • GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING：表示外部中断模式，同时检测上升沿和下降沿触发。

    • 类似地：

  • GPIO_MODE_EVT_RISING：表示外部事件模式，检测上升沿触发。
  • GPIO_MODE_EVT_FALLING：表示外部事件模式，检测下降沿触发。
  • GPIO_MODE_EVT_RISING_FALLING：表示外部事件模式，同时检测上升沿和下降沿触发。

    • 这些宏通常与 GPIO 配置函数一起使用，以设置 GPIO 引脚的所需模式，以便根据特定边沿触发来处理外部中断或事件。

    上下拉配置

    #define  GPIO_NOPULL        0x00000000u   /*!< No Pull-up or Pull-down activation  */
#define  GPIO_PULLUP        0x00000001u   /*!< Pull-up activation                  */
#define  GPIO_PULLDOWN      0x00000002u   /*!< Pull-down activation                */

    这些宏定义了用于 GPIO 引脚的不同上拉和下拉配置选项。具体来说：

  • GPIO_NOPULL：表示不启用上拉或下拉。
  • GPIO_PULLUP：表示启用上拉。
  • GPIO_PULLDOWN：表示启用下拉。

    • 这些选项通常用于配置 GPIO 引脚的电气特性，以确保引脚在特定条件下的正确操作，如减少干扰、提高信号质量等。

    选择输入上拉

    中断优先级：HAL_NVIC_SetPriority()

    go to definition

    选择中断号

    笔者选用的是B1，选择EXTI1_IRQn

    设置抢断优先级与响应优先级

    笔者设置的是2和0

    使能中断：HAL_NVIC_EnableIRQ()

    笔者的是EXTI1_IRQn

    设计中断服务函数：

    去到配置文件查找

    选择EXTI1_IRQHandler

     

    void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* EXTI line interrupt detected */
  if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)
  {
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

    这段代码是一个 HAL（Hardware Abstraction Layer，硬件抽象层）的 GPIO（通用输入/输出）外部中断处理函数。让我来解释它：

  • HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler 是一个函数，用于处理外部中断事件。它接收一个参数 GPIO_Pin，表示触发了外部中断的 GPIO 引脚。

  • 在函数内部，首先检测是否检测到了 EXTI（外部中断）线的中断事件。

  • 如果 GPIO_Pin 对应的 EXTI 中断事件标志被置位（不为 0），则说明该 GPIO 引脚触发了外部中断。

  • 接着，通过 __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin) 清除相应的中断标志。

  • 最后，调用 HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin)，这是一个回调函数，用于在外部中断触发时执行用户定义的操作。这个函数的实现应该由用户在程序的其他地方提供。

    • 用于在外部中断事件发生时执行相应的操作，如清除中断标志并调用用户定义的回调函数。

    回调函数

    __weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */
}

    用于处理 GPIO 外部中断回调的弱定义函数 HAL_GPIO_EXTI_Callback。

  • __weak 关键字表示这是一个弱定义的函数，它可以被用户在程序的其他地方重新定义以满足特定需求。

  • 这个函数的目的是处理 GPIO 外部中断事件。它接收一个参数 GPIO_Pin，表示触发了外部中断的 GPIO 引脚。

  • 函数内部通过调用 UNUSED(GPIO_Pin) 来避免编译器产生未使用参数的警告。这是因为在某些情况下，用户可能不需要使用该参数。

  • 注释部分指出，如果需要在外部中断发生时执行特定的操作，用户应该在自己的代码文件中实现 HAL_GPIO_EXTI_Callback 函数，并在其中编写所需的处理逻辑。

    • 这个函数提供了一个默认的外部中断处理回调函数，并允许用户根据需要进行修改或扩展。

    中断信号到来，去翻转led引脚的信号，在led.h中查看引脚是B5

    4.1使能GPIO时钟

    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    4.2 HAL_GPIO_init

    	GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    gpio_init_struct.Pin = LED0_GPI1_PIN;                   /* 引脚B1 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;            /* 推挽输出 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    /* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;          /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);       /* 初始化 */

    4.3 设置中断分组

    配置文件已设置分组为2 

    4.4 设置中断优先级

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn,2,0);

    4.5 使能中断

    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);

    4.6 设计中断服务函数

    void EXTI1_IRQHandler(void)
{
	HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_1);

}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	delay_ms(20);
	if(GPIO_Pin=GPIO_Pin_1)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_Pin_1) ==0)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_Pin_5);
		
		}
	}

}

    exti.h

    函数声明

    void exti_init(void);

    EXTI1_IRQHandler与HAL_GPIO_EXTI_Callback已经在配置文件里声明过

    startup_stm32f103xe.s

    stm32f1xx_hal_gpio.h

    五、源码

    exti.h

    #ifndef _EXTI_H
#define _EXTI_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"


void exti_init(void);



#endif

    exit.c

    #include "./BSP/EXTI/exti.h"


void exti_init(void)
{

	GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    gpio_init_struct.Pin = GPIO_PIN_1;                   /* 引脚B1 */
    gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;            /* 推挽输出 */
    gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                    /* 上拉 */
    gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;          /* 高速 */
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_init_struct);       /* 初始化 */
		

	HAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn,2,0);
	HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);
}

void EXTI1_IRQHandler(void)
{
	HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_1);

}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	delay_ms(20);
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)
	{
		if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_1) ==0)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_5);
		
		}
	
	}

}

    main.c

    
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/EXTI/exti.h"


int main(void)
{
    HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 设置时钟,72M */
    delay_init(72);                             /* 初始化延时函数 */
    led_init();                                 /* 初始化LED */
    exti_init();
	
	
    while(1)
    {
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_5);
		delay_ms(5000);
		
    }
}

    参考

    【【正点原子】手把手教你学STM32 HAL库开发全集【真人出镜】STM32入门教学视频教程 单片机 嵌入式】https://www.bilibili.com/video/BV1bv4y1R7dp?p=56&vd_source=be33b1553b08cc7b94afdd6c8a50dc5a

    作者：写点什么呢

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