STM32以中断的方式点亮LED小灯(标准库)
- 主要任务:
用STM32F103核心板的GPIOA端一管脚接一个LED,GPIOB端口一引脚接一个开关(用杜邦线模拟代替)。采用中断模式编程,当开关接高电平时,LED亮灯;接低电平时,LED灭灯。
实验工具:
(1)软件
- STM32CubeMX
- KEIL5:安装教程
- mcuisp(或者FlyMcu): mcuisp百度网盘链接提取码:h2xc
(2)硬件
- STM32F103C8T6的最小核心板
- 杜邦线(模拟开关)
- USB转TTL模块
一.认识中断
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
1.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
2.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
3.中断执行流程
4.中断与stm32
1.68个可屏蔽中断通道,包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设
2. 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
5.中断与NVIC(嵌套向量中断控制器)
- NVIC:
NVIC作为CPU的小助手,在NVIC里对接入的中断进行优先级排序,告诉CPU应该优先处理哪一个中断,然后CPU才会立刻暂停正在做的事务转而处理中断(判断分配优先级这样的事如果交给CPU来做的话没有必要,都是一些重复且简单的事项,所以专门设计了一个NVIC来处理对应的事项)优先级分组:
- NVIC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
6.EXTI(Extern Interrupt)外部中断
①.EXTI简介
②.EXTI基本结构
7.AFIO复用IO口
正如上面的图中所说,AFIO作为一个数组选择器外设,用来给GPIO外设选择中断的引脚。
①.如果只有一个中断,则GPIO引脚可以随意选择,若选择GPIOA Pin15,则AFIO则选择数字15输出到EXTI 。
②.如果有多个中断,则GPIO引脚则要注意不能同时选择相同标号引脚,例如两个中断,一个设为GPIOA15触发,一个设为GPIOB15触发,因为AFIO是数字选择器,这样就只能识别到一个15。
二.创建MDK(keil5)项目
1.项目结构
LED.c用来存储驱动程序的主体代码
LED.h用来存放这个驱动程序可以对外提供的函数或变量声明
其他都是F103C8T6对应标准库所需的文件,直接添加就好
2.基本设置
三.具体实现
1.配置RCC,把涉及到的外设的时钟全部打开
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //打开GPIO时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //打开AFIO时钟
//EXTI 和 NVIC已经默认开启时钟,不需要再开启
2.配置GPIO,选择端口为输入模式(GPIOB14号引脚)
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义配置初始化结构体
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //对于外部中断来说,要选择浮 空,上拉或者下拉输入其中一个模式,如果不清楚看ST参考手册GPIO外设配置表(113页EXTI输入线)
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;//我们
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
- 这里注意,GPIO的输入模式有所不同
1.如果想要接高电平亮,接低电平熄灭的话就需要浮空输入模式
2.如果想要接高电平或者低电平亮,不接就熄灭的话就选上拉或者下拉,最后再根据中断的
3.配置AFIO,选择我们用的GPIO连接到后面EXTI
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//用AFIO配置需要的中断引脚选择
4.配置EXTI,选择触发方式(例如上升沿,下降沿或双边沿),触发响应方式(中断或者事件触发)
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;//选择PB14对应的14号线路;
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;//开启中断
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择是中断还是事件触发
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;//配置为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
5.配置NVIC,给外设配置合适的优先级,最后通过NVIC中断信号进入CPU
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//先配置一下指定中断分组(这里选择抢占优先级和响应优先级)
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;//这里参数需要到整个文件搜索,不同类型的芯片终端通道列表不一样,选择MD的芯片找到10-15EXTI的通道
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
//指定优先级,因为只有一个中断源,优先级随意设置
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定抢占优先级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定响应优先级
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
6.中断函数的写入
这里中断函数的函数名称需要在库里面去寻找,因为我们之前用的PB14对应的EXTI的14号口,所以这里找到库里的
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
函数,因为有10-15EXTI都能进来所以一般还要在函数里要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1
- 完整代码
//第六步写中断函数(在启动文件startup里面找,找对应之前开启的10-15通道)
void EXTI15_10_IRQHandler(void)//必须无参无返回值
{
//因为有10-15EXTI都能进来所以一般首先要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)== SET)
{
//这里是用PA5引脚点亮小灯泡
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//打开GOIO时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_RESET)//判断现在是低电平还是高电平,对应开关等
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
}
else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_SET)
{
//GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
}
//每次执行中断后都应该清除中断标志位,不然会一直申请中断,程序就卡死在中断里面
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
}
}
以上都是LED.c文件对应的代码,下面给出LED.c文件的完整代码
#include "stm32f10x.h" // Device header
uint16_t LED_Count;//计数器(中断触发次数)
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;//定义配置初始化结构体
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //打开GPIO时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //打开AFIO时钟
//EXTI 和 NVIC已经默认开启时钟,不需要再开启
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //对于外部中断来说,要选择浮空,上拉或者下拉输入其中一个模式,如果不清楚看ST参考手册GPIO外设配置表(113页EXTI输入线)
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
//第三步,给AFIO配置,库函数文件在GPIO一个文件里
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//用AFIO配置需要的中断引脚选择
//第四步配置EXTI,选择触发的方式
EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;//选择PB14对应的14号线路;
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;//开启中断
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择是中断还是事件触发
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;//配置为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
//第五步,配置NVIC(NVIC属于内核,库函数需要在杂项即misc.h里寻找)
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//先配置一下指定中断分组(这里选择抢占优先级和响应优先级)
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;//这里参数需要到整个文件搜索,不同类型的芯片终端通道列表不一样,选择MD的芯片找到10-15EXTI的通道
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
//指定优先级,因为只有一个中断源,优先级随意设置
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定抢占优先级
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定响应优先级
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
//第六步写中断函数(在启动文件startup里面找,找对应之前开启的10-15通道)
void EXTI15_10_IRQHandler(void)//必须无参无返回值
{
//因为有10-15EXTI都能进来所以一般首先要进行判断EXTI14的中断标志位是不是为1
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14)== SET)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_RESET)//判断现在是低电平还是高电平,对应开关等
{
GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
//GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
}
else if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_14)==Bit_SET)
{
//GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);
}
//每次执行中断后都应该清除中断标志位,不然会一直申请中断,程序就卡死在中断里面
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
}
}
7.LED.h头文件引入
#ifndef _LED_H
#define _LED_H
void LED_Init(void);
#endif
8.main.c主函数
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "LED.h"
int main(void)
{
LED_Init();
while(1)
{
}
}
四.电路的连接
这里因为不涉及到串口通信,所以PA9和PA10不用向我这样连上
然后编译生成HEX文件,烧录到程序中
五.实验现象
可以看到,当PB14接3.3v或5v的高电平的时候由PA5决定的灯泡亮,当接地的时候灯泡熄灭
当PB14什么都不接的时候,灯泡会不稳定的闪亮,因为我们之前在PB14初始化GPIO的时候选择的浮空输入模式,既不上拉也不下拉,处在一个没有默认值的情况,所以灯泡随即闪亮,这里参考一篇文章文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-686474.html
六.总结
这次实验花了我比较长的时间,前几次实验都用的HAL库做,其实很多时候不知道自己在配置些什么东西,都是跟着别人的文章做,别人做什么就跟着做什么。当我花时间去认真了解了标准库后,对稍微底层一些的东西以及对stm32本身的外设以及硬件知识多了一些了解,虽然不及寄存器开发底层,但是也足够了。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-686474.html
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