代码收藏家 一篇文章看懂STM32-EXTI外部中断(全网最详细！附上练习小项目详细注释)
NOTE
（1）外部中断配置过程
初始化配置（Init）
①配置RCC，把涉及的外设时钟都打开（GPIOB,AFIO,NVIC,EXTI）
②配置GPIO，选择端口为输入模式
③配置AFIO，选择需要用的GPIO连接EXTI
④配置EXTI，选择边沿触发方式以及响应方式（中断响应/事件响应）
⑤配置NVIC，选择合适的优先级
中断函数的路径
Keil中，在Start组的开启文件startup_stm32f10x_md.s文件里
（2）需要用到的库函数
1.中断介绍
1）什么是中断？
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
特定的中断触发条件：例如：①对于外部中断，引脚发生电平跳变；②对定时器来说，定时时间到了；③对串口通信来说，接收到了数据
2）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
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；
3）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
4）中断执行流程
5）STM32的中断
68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设
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
NVIC就是STM32用来管理中断，分配优先级的
本次课程用到EXTI0-EXTI14、EXTI9_5、EXTI15_10
6）NVIC的基本结构
NVIC叫嵌套中断向量管理器，是一个内核外设，CPU的小助手
7）NVIC优先级分组
NV1C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（任何时候都是优先级高的先响应）
2.外部中断EXTI
1）EXTI简介
EXTI(Extern Interrupt)外部中断
EXTI的基本功能：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
简单来说就是：引脚电平发生变化，申请中断
支持的触发方式：上升沿下降沿/双边沿/软件触发
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
中断响应：申请中断，让CPU执行中断函数
事件响应：当外部中断检测到引脚变化时，中断信号就不会通向CPU了，而是通向其他外设，用来触发其他外设的操作(ADC,DMA等)，属于外设之间的联合工作
2）EXTI基本结构
3）AFIO复用IO口
AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义
在STM32中，AFIO主要完成两个任务：复用功能引脚重映射、中断引脚选择
4）EXTI内部框图
-
3.旋转编码器介绍
1）定义
用来测量位置、速度或旋转方向的装置。当其旋转轴旋转时，其输出端可以输出与旋转速度和方向对应的方波信号，读取方波信号的频率和相位信息即可得知旋转轴的速度和方向
2）硬件电路图
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4.对射式红外传感器计次project
硬件接线图
代码
CountSensor.c模块代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
uint16_t CountSensor_Count; //全局变量，用于计数
/**
* 函 数：计数传感器初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void CountSensor_Init(void)
{
/*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; //上拉输入
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
/*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
/*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EXTI_Init，配置EXTI外设
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
//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
/*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); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
}
/**
* 函 数：获取计数传感器的计数值
* 参 数：无
* 返 回 值：计数值，范围：0~65535
*/
uint16_t CountSensor_Get(void)
{
return CountSensor_Count;
}
/**
* 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
}
}
main.c模块代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
CountSensor_Init(); //计数传感器初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Count:"); //1行1列显示字符串Count:
while (1)
{
OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5); //OLED不断刷新显示CountSensor_Get的返回值
}
}
-
5.旋转编码器计次project
硬件接线图
代码
Encoder.c模块代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
int16_t Encoder_Count; //全局变量，用于计数旋转编码器的增量值
/**
* 函 数：旋转编码器初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Encoder_Init(void)
{
/*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_0 | GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB0和PB1引脚初始化为上拉输入
/*AFIO选择中断引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);//将外部中断的0号线映射到GPIOB，即选择PB0为外部中断引脚
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);//将外部中断的1号线映射到GPIOB，即选择PB1为外部中断引脚
/*EXTI初始化*/
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //定义结构体变量
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1; //选择配置外部中断的0号线和1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EXTI_Init，配置EXTI外设
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI0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
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI1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 = 2; //指定NVIC线路的响应优先级为2
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
}
/**
* 函 数：旋转编码器获取增量值
* 参 数：无
* 返 回 值：自上此调用此函数后，旋转编码器的增量值
*/
int16_t Encoder_Get(void)
{
/*使用Temp变量作为中继，目的是返回Encoder_Count后将其清零*/
/*在这里，也可以直接返回Encoder_Count
但这样就不是获取增量值的操作方法了
也可以实现功能，只是思路不一样*/
int16_t Temp;
Temp = Encoder_Count;
Encoder_Count = 0;
return Temp;
}
/**
* 函 数：EXTI0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 EXTI0_IRQHandler(void)
{
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET) //判断是否是外部中断0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_0) == 0)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) //PB0的下降沿触发中断，此时检测另一相PB1的电平，目的是判断旋转方向
{
Encoder_Count --; //此方向定义为反转，计数变量自减
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除外部中断0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
}
}
/**
* 函 数：EXTI1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 EXTI1_IRQHandler(void)
{
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET) //判断是否是外部中断1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_1) == 0)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0) //PB1的下降沿触发中断，此时检测另一相PB0的电平，目的是判断旋转方向
{
Encoder_Count ++; //此方向定义为正转，计数变量自增
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); //清除外部中断1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
}
}
main.c模块代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Encoder.h"
int16_t Num; //定义待被旋转编码器调节的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Encoder_Init(); //旋转编码器初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Num:
while (1)
{
Num += Encoder_Get(); //获取自上此调用此函数后，旋转编码器的增量值，并将增量值加到Num上
//上面这一步最好不要在主程序和中断程序里，操作可能产生冲突的硬件
//可以先在中断里操作变量或标志位，当中断返回时，再对这个变量进行显示操作
OLED_ShowSignedNum(1, 5, Num, 5); //显示Num
}
}
作者：choichoi201122
