STM32外部中斷操作

NVIC

NVICNestedVectoredInterruptController嵌套向量中斷控制。在STM32的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫和MDK定義的中斷相關(guān)的變量和結(jié)構(gòu)體類型，大多都是以NVIC開頭的，例如NVIC_InitTypeDef。

NVIC_Type

NVIC寄存器結(jié)構(gòu)體。在MDK380a中，這個結(jié)構(gòu)體是定義在stm32f10x_map.h中，具體的定義如下

typedefstruct

{

vu32ISER[2];

u32RESERVED0[30];

vu32ICER[2];

u32RSERVED1[30];

vu32ISPR[2];

u32RESERVED2[30];

vu32ICPR[2];

u32RESERVED3[30];

vu32IABR[2];

u32RESERVED4[62];

vu32IPR[15];

}NVIC_TypeDef;

ISERInterruptSet-EnableRegister中斷使能寄存器組，兩個字，共63位，用了60位，一個位對應(yīng)一個中斷，寫1中斷有效，寫0無意義。

ICERInterruptClear-EnableRegister中斷除能寄存器組，也是兩個字，和上面的使能寄存器組功能剛好相反，寫1中斷失效，寫0無意義。

ISPRInterruptSet-PendingRegister中斷掛起控制寄存器組。用了60個位，對應(yīng)60個中斷。寫1有效，可以將正在運行的中斷掛起，從而執(zhí)行同級別或者更高級別的中斷。寫0無意義。

ICPRInterruptClear-PendingRegister中斷解掛寄存器組。和上面的掛起寄存組功能剛好相反。寫1有效，寫0無意義。

IABRInterruptActiveBitRegister中斷激活標(biāo)志位寄存器組。這是一個只讀寄存器，通過讀這個寄存器，可以知道那個中斷正在被執(zhí)行，對應(yīng)的位會被置1。中斷執(zhí)行完后對應(yīng)位清零。

IPRInterruptPriorityRegister中斷優(yōu)先級寄存器15個字，共60個字節(jié)，每個字節(jié)對應(yīng)一個中斷，每個字節(jié)只用到了高四位，剩余四位保留。這有效4位，又分為搶占優(yōu)先級和子優(yōu)先級。搶占優(yōu)先級在前，子優(yōu)先級在后。而這兩個優(yōu)先級各占幾個位又要根據(jù)SCB->AIRCR中中斷分組的設(shè)置來決定。

SCB->AIRCR

通過這個表，我們就可以清楚的看到組0~4對應(yīng)的配置關(guān)系，例如組設(shè)置為3，那么此時所有的60個中斷，每個中斷的中斷優(yōu)先寄存器的高四位中的最高3位是搶占優(yōu)先級，低1位是響應(yīng)優(yōu)先級。每個中斷，你可以設(shè)置搶占優(yōu)先級為0~7，響應(yīng)優(yōu)先級為1或0。搶占優(yōu)先級的級別高于響應(yīng)優(yōu)先級。而數(shù)值越小所代表的優(yōu)先級就越高。

這里需要注意2點：

1，如果兩個中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級都是一樣的話，則看哪個中斷先發(fā)生就先執(zhí)行。

2，高優(yōu)先級的搶占優(yōu)先級是可以打斷正在進行的低搶占優(yōu)先級中斷的。而搶占優(yōu)先級相同的中斷，高優(yōu)先級的響應(yīng)優(yōu)先級不可以打斷低響應(yīng)優(yōu)先級的中斷。

而在老版本的STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫中也是有這樣一個stm32f10x_map.h文件的。定義和上面的差不多，不同地方可能就是長度不同。

我現(xiàn)在手里拿的是最新的STM32標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(3.5版)，里面已經(jīng)沒有了stm32f10x_map.h這個文件了，要知道stm32f10x_map.h這個文件中定義了所有外設(shè)寄存器的結(jié)構(gòu)和內(nèi)存映射，像各個寄存器的結(jié)構(gòu)體，基址，地址等等。

在新版的STM32的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫中，將這些文件分開定義了，去掉了stm32f10x_map.h這個頭文件后，新加入了stm32f10x.h和core_cm3.h兩個頭文件。

在core_cm3.h中，定義了：

1.NVIC_Type，

2.SCB_Type，

3.ITM_Type，

4.InterruptType_Type，

5.MPU_Type，

6.CoreDebug_Type。

在stm32f10x.h，定義了

7.ADC_TypeDef，

8.BKP_TypeDef，

9.CAN_TxMailBox_TypeDef，

10.CAN_FIFOMailBox_TypeDef，

11.CAN_FilterRegister_TypeDef，

12.CAN_TypeDef，

13.CEC_TypeDef，

14.CRC_TypeDef，

15.DAC_TypeDef，

16.DBGMCU_TypeDef，

17.DMA_Channel_TypeDef，

18.DMA_TypeDef，

19.ETH_TypeDef，

20.EXTI_TypeDef，

21.FLASH_TypeDef，

22.OB_TypeDef，

23.FSMC_Bank1_TypeDef，

24.FSMC_Bank1E_TypeDef，

25.FSMC_Bank2_TypeDef，

26.FSMC_Bank3_TypeDef，

27.FSMC_Bank4_TypeDef，

28.GPIO_TypeDef,

29.AFIO_TypeDef,

30.I2C_TypeDef,

31.IWDG_TypeDef,

32.PWR_TypeDef,

33.RCC_TypeDef,

34.RTC_TypeDef,

35.SDIO_TypeDef,

36.SPI_TypeDef,

37.TIM_TypeDef,

38.USART_TypeDef,

39.WWDG_TypeDef

而在stm32f10x_map.h中定義了34個類型，和stm32f10x.h基本相似。

EXTI_TypeDef

外部中斷的設(shè)置，還需要配置相關(guān)寄存器才可以。下面就介紹外部中斷的配置和使用。

STM32的EXTI控制器支持19個外部中斷/事件請求。每個中斷設(shè)有狀態(tài)位，每個中斷/事件都有獨立的觸發(fā)和屏蔽設(shè)置。STM32的19個外部中斷為：

線0~15：對應(yīng)外部IO口的輸入中斷。

線16：連接到PVD輸出。

線17：連接到RTC鬧鐘事件。

線18：連接到USB喚醒事件。

對于外部中斷EXTI控制MDK定義了如下結(jié)構(gòu)體：

typedefstruct

{

vu32IMR;

vu32EMR;

vu32RTSR;

vu32FTSR;

vu32SWIER;

vu32PR;

}EXTI_TypeDef;

在新的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫中，這個結(jié)構(gòu)體的定義位于10x.h中。

IMR：中斷屏蔽寄存器。這是一個32寄存器。但是只有前19位有效。當(dāng)位x設(shè)置為1時，則開啟這個線上的中斷，否則關(guān)閉該線上的中斷。

EMR：事件屏蔽寄存器，同IMR，只是該寄存器是針對事件的屏蔽和開啟。

RTSR：上升沿觸發(fā)選擇寄存器。該寄存器同IMR，也是一個32為的寄存器，只有前19位有效。位x對應(yīng)線x上的上升沿觸發(fā)，如果設(shè)置為1，則是允許上升沿觸發(fā)中斷/事件。否則，不允許。

FTSR：下降沿觸發(fā)選擇寄存器。同PTSR，不過這個寄存器是設(shè)置下降沿的。下降沿和上升沿可以被同時設(shè)置，這樣就變成了任意電平觸發(fā)了。

SWIER：軟件中斷事件寄存器。通過向該寄存器的位x寫入1，在未設(shè)置IMR和EMR的時候，將設(shè)置PR中相應(yīng)位掛起。如果設(shè)置了IMR和EMR時將產(chǎn)生一次中斷。被設(shè)置的SWIER位，將會在PR中的對應(yīng)位清除后清除。

PR：掛起寄存器。當(dāng)外部中斷線上發(fā)生了選擇的邊沿事件，該寄存器的對應(yīng)位會被置為1。0，表示對應(yīng)線上沒有發(fā)生觸發(fā)請求。通過向該寄存器的對應(yīng)位寫入1可以清除該位。在中斷服務(wù)函數(shù)里面經(jīng)常會要向該寄存器的對應(yīng)位寫1來清除中斷請求。

IO復(fù)用里的外部中斷配置寄存器EXTICR

EXTICR在AFIO的結(jié)構(gòu)體中定義，如下：

typedefstruct

{

vu32EVCR;

vu32MAPR;

vu32EXTICR[4];

}AFIO_TypeDef;

在新的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫中，這個結(jié)構(gòu)體的定義位于10x.h中。

這個結(jié)構(gòu)體存在的原因是STM32的每個IO都可以配置成中斷輸入口。但是線0~15：對應(yīng)外部IO口的輸入中斷。只有16個。資源就不足了。為了確定是那一組IO的哪個口配置成中斷，用到了EXTICR[4]。這雖然是一個32位的數(shù)組，但是只用到了16位，四位分成1組，這樣就有了16組，從低到高，對應(yīng)16個IO口，每組的四位數(shù)從0-6組成7種狀態(tài)，對應(yīng)A—G。

例如，我要設(shè)置PA3口為外部中斷輸入，EXTICR就要這樣設(shè)置：首先PA3對應(yīng)的是EXTICR[0],它管口0-3，口3對應(yīng)的是EXTICR[0]的15-12位；要設(shè)置成PA，對應(yīng)的就是xxxxxxxx(高16保留)00xxxxxx(xx表示4bit).

具體步驟是：

1.中斷分組，確定系統(tǒng)要使用什么樣的中斷系統(tǒng)，為后面的整個設(shè)置定下基調(diào)。落實到寄存器就設(shè)置SCB-AIRCR.

2.設(shè)置中斷優(yōu)先級。分完組定下基調(diào)就是該設(shè)置優(yōu)先級了。落實到寄存器級別就是設(shè)置vu32IPR[15]這個數(shù)組了。上面提到了，8bit表示一個中斷設(shè)置，但是只用到了4個bit,而且從低到高是對應(yīng)中斷的從低到高。此時你要開啟的中斷Channel也基本就確定了。設(shè)置完成后就確定這個中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級。

3.開啟對應(yīng)的中斷。落實到寄存器就是ISER[2]。60bit從低到高依次排開。至此，嵌套向量中斷控制基本設(shè)置完成。但是中斷還是不能用。因為還沒有設(shè)置外部中斷。

4.設(shè)置外部中斷。STM32支持19個外部中斷。外部中斷占據(jù)整個中斷系統(tǒng)的低19個位。落實到寄存器就是設(shè)置EXTI_TypeDef結(jié)構(gòu)體中的IMR(負(fù)責(zé)開啟事件中斷），EMR（負(fù)責(zé)屏蔽時間中斷）RTSR和FTSR(負(fù)責(zé)中斷方式)。這樣設(shè)置完后外部中斷還是不能用。因為還沒有映射到具體IO口。

5.映射到具體IO口。STM32的設(shè)計是每一個IO口都可以充當(dāng)中斷引腳，這一點和51內(nèi)核的單片機有很大的區(qū)別。16個外部中斷對應(yīng)每個端口的16個IO，但是端口可能是A-G，如何確定映射到哪個IO就成了問題。CM3的解決方法是AFIO_TypeDef結(jié)構(gòu)體中的EXTICR[4]數(shù)組來確定。具體思路就是用這個數(shù)組4個元素的低16位，每四位對應(yīng)一個IO，從低到高一一對應(yīng)，四位同時變換出7種狀態(tài)對應(yīng)端口的A-G。這樣IO就確定下來了。

更為嚴(yán)謹(jǐn)步驟是設(shè)置完成最后開啟中斷。剩下的工作就是編寫中斷服務(wù)函數(shù)了。

設(shè)置完這四個結(jié)構(gòu)體，外部中斷就可以用了。