[STM32中级篇]第十八课 EXTI - GPIO外部中断

GCT

中级篇 第十八课《EXTI - GPIO外部中断》课后作业

    中级篇 第十八课题目：
   



    在应用层面对于中断的理解：
      在中断编程之前，先浅谈一下实际的运用场景。拿按键举例，要为一个单片机编程实现按键检测然后进行相应操作。如果不使用中断，能否实现？是否会遇到问题？
    可以实现。但是会有BUG，最大的问题就是实时性。什么是实时性问题？就是要保证一直在检测按键是否被按下。通常这类程序都是一个循环结构，如果不这么做，
    假设程序运行周期是5T，按键检测所需时间为1T。按键检测功能只有在那个“1T”内是有效的，在剩下的“4T”都无效。
      如果要保证实时性，一种可能的解决方案是“多线程”，引入操作系统的概念。这就出现了例如UCOS、FreeRTOS、Vxworks这类操作系统。
      如果不使用操作系统纯靠编程，也可以实现，但是会比较复杂。可能的方案是利用算法实现时间片轮转，模拟多线程。
      对于一些能力较弱的单片机，这些单片机可能不能搭载实时操作系统，自身结构可能也比较简单。曾经我在Arduino单片机上做过按键检测，Arduino结构相对简单，
    主函数本身是一个循环体。那个项目除了要在循环体里除了实现按键检测，还要做别的，比如时钟累加、温度检测。这样对于实时性的干扰是很强的，按键总是不灵敏。
    当时我没有想到使用中断的方式，由于没有时间模块，定义了三个变量（时、分、秒）来模拟，每一次循环秒+1，判断秒=60的时候，分+1，秒清零。判断分=60的时候，
    时+1，分清零。每次循环的延时都是1000ms（使用的是Arduino库函数自带的delay），这样可以实现时间显示，但误差会非常大。我想到的方法是把1秒（1000ms）切成
    200个小份，一份5毫秒。每一个5毫秒都检测一下按键，但这样的解决方案也是治根不治本。而使用中断似乎能解决按键实时检测的问题。


    EXTI中断编程：
      移植点亮led的例程，在User文件夹创建exti文件夹，里面创建exti.c以及它配套的头文件exti.h。
      



    EXTI中断步骤：
      1.初始化NVIC，用于处理中断
      2.初始化要连接到EXTI的GPIO
      3.初始化EXTI用于产生中断/事件
      4.编写中断服务函数stm32f10x_it.c

      5.main函数


    NVIC要先配置，先写NVIC初始化函数
    NVIC配置步骤：
      1.配置中断优先级分组
      2.配置NVIC寄存器，初始化NVIC_InitTypeDef
      NVIC_InitTypeDef：
        NVIC_IRQChannel：中断源
        NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级
        NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级
        NVIC_IRQChannelCmd：使能或者失能
      3.编写中断服务函数


   

    NVIC结构体原型存放于misc.h

    两个按键分别位于GPIOA P0 和GPIOC P13，分别为两个按键写中断。
    1.两个中断都分在优先级组一

    2.P0使用的是EXTI0线，中断源是EXTI0_IRQn；P13使用的是EXTI13线，这里需要注意：中断源是EXTI15_10_IRQn 而不是EXTI13_IRQn。
   

    从EXTI5开始，命名就发生变化了。

   

   

    3.抢占优先级都写1，次优先级P0写1、P13写2。
    4.分别使能，使用Init函数初始化结构体
   

    因为NVIC函数只用于exti.c，我们不希望被别的程序调用，在函数名字前面加一个static关键字以保护函数。

    然后写EXTI配置函数
    1.先调用刚才写好的NVIC配置函数
    2.初始化所用到的GPIO
     1）使能RCC_APB2时钟
     2）设置管脚
     3）设置输入模式
    用Init函数初始化


    为了增加可移植性，关于硬件GPIO连接的部分都写到了头文件的宏定义
   



    GPIO初始化过程，按键使用浮空输入模式，输入没有速度。

   



    3.接下来是EXTI初始化
    仿照GPIO初始化步骤
    先使能时钟，EXTI使用的是AFIO的时钟
   

   



    AF代表复用（Alternate Functions），何为复用？打个比方，一间房间有一扇门，里面的人出去要经过这扇门，外边的人进来也要经过这扇门，这扇门就被复用了。
    由于按键GPIO输入 和 外部中断EXTI都使用了同一个GPIO的同一个Pin，可以视为GPIO功能复用，所以选择AFIO时钟。（我是这么理解的，网上没有查到具体的）

   

   

    和GPIO不同的一点，先要用EXTILineConfig函数选择，告诉程序哪个GPIO的哪个Pin接入中断/事件线，形参/实参如图。

   



    同样，硬件相关的内容也被写进了头文件的宏定义
   



    初始化EXTI结构体步骤：
     1）EXTI_Line：用于产生 中断/事件 的线
     2）EXTI_Mode：EXTI模式（中断/事件）
     3）EXTI_Trigger：触发（上升沿/下降沿/上升下降沿）
     4）EXTI_LineCmd：使能或者失能（IMR/EMR）
    用Init函数初始化


    结构体原型在stm32f10x_exti.h可以找到

   

    模式有两种选择，选择“中断模式”

   


    触发方式有三种，选择“上升沿触发”
   

   

    一图看懂什么是上升沿什么是下降沿：
   



    LineCmd只有使能和失能，要使用当然要使能
   



    EXTI初始化全过程   
   

    函数写完需要到头文件声明



   

    离配置完EXTI还剩最后一步，配置中断服务函数，在stm32f10x_it.c末尾添加
    这里函数的命名很重要，要和系统配置的一致，不然会出错。
    命名方式在启动文件startup_stm32f10x_hd.s可以找到
   

   

   

    开始写中断服务函数
    先判断中断标志位是否为1，为1则触发中断
   



   

    定义RESET=0


    if的大括号内填写需要执行的操作，这里填写的是LED灯的反转函数。
    在执行完中断服务函数以后要对标志位清零，不然就陷入死循环了。
    清零函数：

   
   

    LED取反函数定义：（这部分在led.c内 和之前例程一致）

   

   



    中断服务函数整体：

   



    主函数只需要调用之前写好的GPIO初始化函数和EXTI初始化函数即可
    while 1 为了让其保持运行。

   

最终代码：
bsp_exti.c:

1. #include "bsp_exti.h"
   
2. 
   
3. static void EXTI_NVIC_Config(void)
   
4. {
   
5.     NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStruct;
   
6.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
   
7.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
   
8.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
   
9.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
   
10.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
11.     NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
12.    
    
13.     NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
    
14.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
    
15.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    
16.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
    
17.     NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    
18.     NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
19.    
    
20. }
    
21. 
    
22. void EXTI_Key_Config(void)
    
23. {
    
24.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
    
25.     EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStruct;
    
26.    
    
27.     //配置中断优先级
    
28.     EXTI_NVIC_Config();
    
29.    
    
30.     //初始化GPIO
    
31.     RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_INT_GPIO_CLK, ENABLE);
    
32.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY1_INT_GPIO_PIN;
    
33.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
34.     GPIO_Init(KEY1_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
    
35.    
    
36.     RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY2_INT_GPIO_CLK, ENABLE);
    
37.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY2_INT_GPIO_PIN;
    
38.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
39.     GPIO_Init(KEY2_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
    
40.    
    
41.     //初始化EXTI
    
42.     RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    
43.     GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
    
44.    
    
45.     EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0;
    
46.     EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
47.     EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
    
48.     EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
49.     EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    
50.    
    
51.     GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource13);
    
52.    
    
53.     EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line13;
    
54.     EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    
55.     EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
    
56.     EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    
57.     EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    
58. }
    

复制代码

bsp_exti.h:

1. #ifndef __BSP_EXTI_H
   
2. #define __BSP_EXTI_H
   
3. 
   
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   
6. #define KEY1_INT_GPIO_PIN     GPIO_Pin_0
   
7. #define KEY1_INT_GPIO_PORT    GPIOA
   
8. #define KEY1_INT_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOA
   
9. 
   
10. #define KEY2_INT_GPIO_PIN     GPIO_Pin_13
    
11. #define KEY2_INT_GPIO_PORT    GPIOC
    
12. #define KEY2_INT_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOC
    
13. 
    
14. #define KEY1_INT_EXTI_Line       EXTI_Line0
    
15. #define KEY1_INT_GPIO_PortSrc    GPIO_PortSourceGPIOA
    
16. #define KEY1_INT_GPIO_PinSrc     GPIO_PinSource0
    
17. 
    
18. #define KEY2_INT_EXTI_Line       EXTI_Line13
    
19. #define KEY2_INT_GPIO_PortSrc    GPIO_PortSourceGPIOC
    
20. #define KEY2_INT_GPIO_PinSrc     GPIO_PinSource13
    
21. 
    
22. void EXTI_Key_Config(void);
    
23. 
    
24. #endif /*__BSP_EXTI_H*/
    

复制代码

stm32f10x_it.c:

1. /*....此处省略139行...*/
   
2. 
   
3. void EXTI0_IRQHandler(void)
   
4. {
   
5.     if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET)//检测中断标志位
   
6.     {
   
7.         LED_TOGGLE(LED_Red);
   
8.     }
   
9.     EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//清除中断标志位
   
10. }
    
11. 
    
12. void EXTI15_10_IRQHandler(void)
    
13. {
    
14.     if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13)!=RESET)
    
15.     {
    
16.         LED_TOGGLE(LED_Green);
    
17.     }
    
18.     EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);
    
19. }
    
20. 
    
21. /*如果需要实现别的颜色，直接修改括号里的实参*/
    

复制代码

bsp_led.c:

1. #include "bsp_led.h"
   
2. 
   
3. void GPIO_LED_Config(uint32_t CLK, uint16_t PIN, GPIO_TypeDef *PORT)
   
4. {
   
5.     GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
   
6.    
   
7.     RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_GPIO_CLK, ENABLE);
   
8.    
   
9.     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = PIN;
   
10.     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    
11.     GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
12.     GPIO_Init(PORT, &GPIO_InitStruct);
    
13.     GPIO_SetBits(PORT,PIN);
    
14. }
    

复制代码

bsp_led.h:

1. #ifndef __BSP_LED_H
   
2. #define __BSP_LED_H
   
3. 
   
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   
6. #define LED_Red          GPIO_Pin_5
   
7. #define LED_Green        GPIO_Pin_0
   
8. #define LED_Blue         GPIO_Pin_1
   
9. #define LED_GPIO_PORT    GPIOB
   
10. #define LED_GPIO_CLK     RCC_APB2Periph_GPIOB
    
11. 
    
12. #define LED_TOGGLE(color) {LED_GPIO_PORT->ODR ^= color;}
    
13. 
    
14. void GPIO_LED_Config(uint32_t CLK, uint16_t PIN, GPIO_TypeDef *PORT);
    
15. 
    
16. #endif /*__BSP_LED_H*/
    

复制代码

main.c:

1. #include "stm32f10x.h"   // 相当于51单片机中的  #include <reg51.h>
   
2. #include "bsp_led.h"
   
3. #include "bsp_exti.h"
   
4. 
   
5. int main(void)
   
6. {
   
7.     GPIO_LED_Config(LED_GPIO_CLK, LED_Red|LED_Green|LED_Blue, LED_GPIO_PORT);
   
8.     EXTI_Key_Config();
   
9.     while(1){}
   
10. }
    

复制代码

LF_laffy

顶一个~~~~

lrz

可以

1232

小白求问，代码试过两套，一套是跟着b站公开课火哥讲解一行一行打的，另一套用的配套历程，烧录进芯片之后没有其他程序烧录成功的提示音，然后按动案件rgb灯也没有变化，有遇到一样问题的好兄弟吗