STM32外部中斷的使用
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ARM Coetex-M3內(nèi)核共支持256個中斷，其中16個內(nèi)部中斷，240個外部中斷和可編程的256級中斷優(yōu)先級的設(shè)置。STM32目前支持的中斷共84個（16個內(nèi)部+68個外部），還有16級可編程的中斷優(yōu)先級的設(shè)置，僅使用中斷優(yōu)先級設(shè)置8bit中的高4位。
STM32可支持68個中斷通道，已經(jīng)固定分配給相應(yīng)的外部設(shè)備，每個中斷通道都具備自己的中斷優(yōu)先級控制字節(jié)PRI_n(8位，但是STM32中只使用4位，高4位有效)，每4個通道的8位中斷優(yōu)先級控制字構(gòu)成一個32位的優(yōu)先級寄存器。68個通道的優(yōu)先級控制字至少構(gòu)成17個32位的優(yōu)先級寄存器。
4bit的中斷優(yōu)先級可以分成2組，從高位看，前面定義的是搶占式優(yōu)先級，后面是響應(yīng)優(yōu)先級。按照這種分組，4bit一共可以分成5組
第0組：所有4bit用于指定響應(yīng)優(yōu)先級；
第1組：最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級；
第2組：最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級；
第3組：最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級；
第4組：所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級。
所謂搶占式優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級，他們之間的關(guān)系是：具有高搶占式優(yōu)先級的中斷可以在具有低搶占式優(yōu)先級的中斷處理過程中被響應(yīng)，即中斷嵌套。
當(dāng)兩個中斷源的搶占式優(yōu)先級相同時，這兩個中斷將沒有嵌套關(guān)系，當(dāng)一個中斷到來后，如果正在處理另一個中斷，這個后到來的中斷就要等到前一個中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個中斷同時到達(dá)，則中斷控制器根據(jù)他們的響應(yīng)優(yōu)先級高低來決定先處理哪一個；如果他們的搶占式優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級都相等，則根據(jù)他們在中斷表中的排位順序決定先處理哪一個。每一個中斷源都必須定義2個優(yōu)先級。
有幾點需要注意的是：
1）如果指定的搶占式優(yōu)先級別或響應(yīng)優(yōu)先級別超出了選定的優(yōu)先級分組所限定的范圍，將可能得到意想不到的結(jié)果；
2）搶占式優(yōu)先級別相同的中斷源之間沒有嵌套關(guān)系；
3）如果某個中斷源被指定為某個搶占式優(yōu)先級別，又沒有其它中斷源處于同一個搶占式優(yōu)先級別，則可以為這個中斷源指定任意有效的響應(yīng)優(yōu)先級別。
2 GPIO外部中斷
STM32中，每一個GPIO都可以觸發(fā)一個外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個單位的，同組間的外部中斷同一時間只能使用一個。比如說，PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0這些為1組，如果我們使用PA0作為外部中斷源，那么別的就不能夠再使用了，在此情況下，我們智能使用類似于PB1，PC2這種末端序號不同的外部中斷源。每一組使用一個中斷標(biāo)志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個外部中斷有著自己的單獨的中斷響應(yīng)函數(shù)，EXTI5-9共用一個中斷響應(yīng)函數(shù)，EXTI10-15共用一個中斷響應(yīng)函數(shù)。
對于中斷的控制，STM32有一個專用的管理機(jī)構(gòu)：NVIC。對于NVIC的詳細(xì)解釋，可以參考《ARM Cortex-M3權(quán)威指南》，Joseph Yiu著，宋巖譯，北京航空航天大學(xué)出版社出版，第8章NVIC與中斷控制。中斷的使能，掛起，優(yōu)先級，活動等等部都是NVIC在管理的。因為我學(xué)習(xí)STM32重點在于如何開發(fā)程序，所以內(nèi)部的一些東西，在此我就不詳細(xì)說明了，有感興趣的可以參看上面提到的那本數(shù)。
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其實上面那些基本概念和知識只是對STM32的中斷系統(tǒng)有一個大概的認(rèn)識，用程序說話將會更能夠加深如何使用中斷。使用外部中斷的基本步驟如下：
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由于我用的奮斗開發(fā)板沒有引出相應(yīng)的芯片引腳，所以只能用按鍵來觸發(fā)相應(yīng)的中斷。根據(jù)原理圖，K1/K2/K3連接的是PC5/PC2/PC3，因此我將用EXTI5/EXTI2/EXTI3三個外部中斷。PB5/PD6/PD3分別連接了三個LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應(yīng)的LED燈將會被點亮。
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首先需要打開GPIOB、GPIOC和GPIOE（因為按鍵另外一端連接的是PE口）。然后由于是要用于觸發(fā)中斷，所以還需要打開GPIO復(fù)用的時鐘。相應(yīng)的函數(shù)在GPIO的學(xué)習(xí)筆記中有了詳細(xì)了解釋。詳細(xì)代碼如下：
void RCC_cfg()
{
}
2.
設(shè)置相應(yīng)的中斷實際上就是設(shè)置NVIC，在STM32的固件庫中有一個結(jié)構(gòu)體NVIC_InitTypeDef，里面有相應(yīng)的標(biāo)志位設(shè)置，然后再用NVIC_Init()函數(shù)進(jìn)行初始化。詳細(xì)代碼如下：
void NVIC_cfg()
{
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPrio
}
由于有3個中斷，因此根據(jù)前文所述，需要有3個bit來指定搶占優(yōu)先級，所以選擇第2組。又由于EXTI5-9共用一個中斷響應(yīng)函數(shù)，所以EXTI5選擇的中斷通道是EXTI9_5_IRQChannel，詳細(xì)信息可以在頭文件中查詢得到。用到的NVIC相關(guān)的庫函數(shù)在stm32f10x_nivc.c中，需要將此文件復(fù)制并添加到工程中。具體位置可以查看關(guān)于GPIO的筆記。這段代碼編譯起來沒有任何問題，但是在鏈接的時候就會報錯，需要把STM32F10xR.LIB加入工程中，具體位置在…KeilARMRV31LIBSTSTM32F10
3.
void IO_cfg()
{
}
其中連接外部中斷的引腳需要設(shè)置為輸入狀態(tài)，而連接LED的引腳需要設(shè)置為輸出狀態(tài)，初始化PE.2是為了使得按鍵的另外一端輸出低電平。GPIO中的函數(shù)在stm32f10x_gpio.c中。
4.
由于GPIO并不是專用的中斷引腳，因此在用GPIO來觸發(fā)外部中斷的時候需要設(shè)置將GPIO相應(yīng)的引腳和中斷線連接起來，具體代碼如下：
void EXTI_cfg()
{
}
EXTI_cfg中需要調(diào)用到的函數(shù)都在stm32f10x_exti.c。
5.
STM32不像C51單片機(jī)那樣，可以用過interrupt關(guān)鍵字來定義中斷響應(yīng)函數(shù)，STM32的中斷響應(yīng)函數(shù)接口存在中斷向量表中，是由啟動代碼給出的。默認(rèn)的中斷響應(yīng)函數(shù)在stm32f10x_it.c中。因此我們需要把這個文件加入到工程中來。
在這個文件中，我們發(fā)現(xiàn)，很多函數(shù)都是只有一個函數(shù)名，并沒有函數(shù)體。我們找到EXTI2_IRQHandler()這個函數(shù)，這就是EXTI2中斷響應(yīng)的函數(shù)。我的目標(biāo)是將LED燈點亮，所以函數(shù)體其實很簡單：
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
}
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
}
由于EXTI5-9是共用一個中斷響應(yīng)函數(shù)，因此所有的EXTI5 – EXTI9的響應(yīng)函數(shù)都寫在這個里面。
6.
#include "stm32f10x_lib.h"
void RCC_cfg();
void IO_cfg();
void EXTI_cfg();
void NVIC_cfg();
int main()
{
}
main函數(shù)前是函數(shù)聲明，main函數(shù)函數(shù)體中都是調(diào)用初始化配置函數(shù)，然后進(jìn)入死循環(huán)，等待中斷響應(yīng)。
由于文中牽涉到很多庫函數(shù)，我們可以通過查找?guī)旌瘮?shù)說明文檔來了解相應(yīng)的函數(shù)有些什么作用，在《ARM®-based 32-bit MCU STM32F101xx and STM32F103xx firmware library》中。網(wǎng)上也有中文版的說明文檔可供參考。
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