前言
本章介绍使用STM32CubeMX对引脚的外部中断进行配置,介绍了中断架构体系,外部中断/事件控制器(EXTI),嵌套向量中断控制器(NIVC),并通过实验展示配置后的效果。
一、什么是中断
中断是指计算机运行过程中,出现某些意外情况需主机干预时,机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序,处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行。
中断可以分为系统异常(内部中断)和外部中断,内部中断是指中断信号来源是CPU内部,与当前执行的指令有关。外部中断信号的来源是CPU外部,与当前执行的指令无关。
1.STM32中断架构体系
在STM32中,一个中断由不同的中断源触发,触发后通过中断控制(NVIC)按照抢占优先级和响应优先级进行执行和响应,为了大家有一个整体认识,我们先来看一下STM中断架构体系图,重点关注图中的NVIC和EXTI。GPIO的中断源先通过EXTI然后再进入NIVC,片内的其他中断直接进入NIVC。
2.外部中断/事件控制器(EXTI)
有了大致的认识,我们接下来介绍下EXTI,EXTI的作用是检测,管理,配置事件/中断请求,它由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成,个输入线可以独立地配置输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发事件(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可以独立地被屏蔽,挂起寄存器保持着状态线的中断请求。
下图为EXTI控制框图,图中可以看到终端源,中断控制器和每个EXTI由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成。最终输出到NVIC中断控制器。
在datasheet中可以找到每个PGIO对应的EXTI,这里贴出来一些,实际使用过程中参考datashett
3.嵌套向量中断控制器(NIVC)
NVIC就是接收到不同的中断源根据中断源的参数控制中断响应。主要参数有:中断使能,抢占优先级,响应优先级。(优先级数值越小,优先级别越高)。
**中断使能:**判断是否开启中断,如果开启中断,则满足中断触发条件时程序会跳到中断服务程序运行,否则不响应中断主程序继续运行。
**抢占优先级:**判断一个中断是否可以打断另外一个中断的中断服务程序抢先运行。优先级高的服务可以打断优先级低的服务,优先运行。
**响应优先级:**如果几个抢占优先相同的中断同时触发,那么响应优先级高的最先运行。
判断中断的优先级,先看抢占优先级,抢占优先级高的中断优先级别高。抢占优先级相同的情况下,响应优先高的中断优先级别高。抢占优先级和响应优先级相同的情况下,根据中断向量表确定。
中断源可以在datasheet中查找到,下面是部分截图,实际使用是参考完全版datasheet:
二、实验过程
由于前几个章节已经对实验的硬件,工具,IDE,等内容进行了介绍,为了更加简洁明了的展示内容,这里对实验材料和编译烧录等过程不做过多介绍,如果需要查看,可以到GPIO、PWM等章节进行查阅。
1.CubeMX配置
选择芯片stm32f103c6t6,新建工程
设置时钟源,最小系统外部晶振8Mhz,作为外部高速HSE时钟源。由于没有外接外部低速晶振,这里低速时钟源选择旁路时钟源。
配置时钟树,这里使用官方推荐的配置
配置引脚功能,因为我的最小系统没有啥外设,所以这里通过串口输出来判断中断触发,所以这里我配置了USART1,同时我这里选择PA1作为GPIO_EXTI1,配置中断上升沿触发,GPIO拉低。
使能中断
配置中断优先级,Preemption Priority为抢占优先级,Sub Priority是相应优先级
Code Generator中设置只拷贝使用到的库,分离.c和.h文件
设置好项目名称和路径,点击GENERATE CODE即可,生成后使用keil5 IDE打开。
2.代码实现
在main.c中code4部分添加一个HAL_GPIO_EXTI_Callback回调函数,别忘记添加stdio.h添加头文件。
/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1)
{
printf("GPIO1 interupt\r\n");
}
}
/* USER CODE END 4 */
在usart.c中重载printf
/* USER CODE BEGIN 1 */
#include "stdio.h"
#ifdef __GNUC__
/* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
/**
* @brief Retargets the C library printf function to the USART.
* @param None
* @retval None
*/
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
/* Place your implementation of fputc here */
/* e.g. write a character to the EVAL_COM1 and Loop until the end of transmission */
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}
/* USER CODE END 1 */
3.硬件连接
烧录器ST-LINK V2和最小系统板的连接如图所示: 四线连接 SWDIO,GND,SWCLK,和3.3V电源,PA9 PA10连接TTL转USB工具,然后通过杜邦线短暂给PA1高电平,触发中断
4.实验结果
文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-618137.html
总结
本章介绍使用STM32CubeMX对引脚的外部中断进行配置,介绍了中断架构体系,外部中断/事件控制器(EXTI),嵌套向量中断控制器(NIVC),最终的实验由于外设较少,用杜邦线简单连接,触发中断,通过回调函数打印日志,检测配置的效果。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-618137.html
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