STM32外部中断原理与配置

STM32-外部中断原理与配置

IO口外部中断原理概述

STM32控制器支持的外部中断/事件请求

中断线	M3	M4	M7
EXTI线0~15:对应外部IO口的输入中断。	√	√	√
EXTI线16：连接到PVD输出。	√	√	√
EXTI线17：连接到RTC闹钟事件。	√	√	√
EXTI线18：连接到USB OTG FS唤醒事件。	√	√	√
EXTI线19：连接到以太网唤醒事件。		√	√
EXTI线20：连接到USB OTG HS(在FS中配置)唤醒事件		√	√
EXTI线21：连接到RTC入侵和时间戳事件。		√	√
EXTI线22：连接到RTC唤醒事件。		√	√
EXSTI线23：连接到LPTIM1异步事件			√

IO口外部中断

STM32的每个IO都可以作为外部中断输入。

每个外部中断线可以独立的配置触发方式（上升沿，下降沿或者双边沿触发），触发/屏蔽，专用的状态位。

STM32供IO使用的中断线只有16个，但是STM32F系列的IO口多达上百个，STM32F103ZGT6(112),那么中断线怎么跟io口对应呢？

GPIO和中断线映射关系

GPIOx.0映射到EXTI0

GPIOx.1映射到EXTI1

…

…

GPIOx.14映射到EXTI14

GPIOx.15映射到EXTI15

对于M4/M7，配置寄存器为SYSCFG_EXTIRx

对于M3，配置寄存器为AFIO_EXTICRx

如下图所示，EXTI0[3:0]有4个位，可以配置16个，所以可以从PA0选择到PI0。也就是说16个中断线，最多可以处理16*16个外部引脚的中断。

可以在手册中找到SYSCFG 外部中断配置寄存器：

16个中断线就分配16个中断服务函数？

IO口外部中断在中断向量表中只分配了7个中断向量，也就是只能使用7个中断服务函数。

从表中可以看出，外部中断线5~ 9分配一个中断向量，共用一个服务函数外部中断线10~15分配一个中断向量，共用一个中断服务函数。

中断服务函数列表：

EXTI0_IRQHandler

EXTI1_IRQHandler

EXTI2_IRQHandler

EXTI3_IRQHandler

EXTI4_IRQHandler

EXTI9_5_IRQHandler

EXTI15_10_IRQHandler

IO口外部中断HAL库配置方法

外部中断操作使用到的函数分布文件

stm32fxxx_hal_gpio.h

stm32fxxx_hal_gpio.c

外部中断配置：

外部中断的中断线映射配置和触发方式都是在GPIO初始化函数中完成：

GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; //PA0

GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING; //上升沿触发

GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;

HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);

void HAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef *GPIOx, GPIO_InitTypeDef *GPIO_Init) { uint32_t position; uint32_t ioposition = 0x00; uint32_t iocurrent = 0x00; uint32_t temp = 0x00; /* Check the parameters */ assert_param(IS_GPIO_ALL_INSTANCE(GPIOx)); assert_param(IS_GPIO_PIN(GPIO_Init->Pin)); assert_param(IS_GPIO_MODE(GPIO_Init->Mode)); assert_param(IS_GPIO_PULL(GPIO_Init->Pull)); /* Configure the port pins */ for(position = 0; position < GPIO_NUMBER; position++) { /* Get the IO position */ ioposition = ((uint32_t)0x01) << position; /* Get the current IO position */ iocurrent = (uint32_t)(GPIO_Init->Pin) & ioposition; if(iocurrent == ioposition) { /*--------------------- GPIO Mode Configuration ------------------------*/ /* In case of Alternate function mode selection */ if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD)) { /* Check the Alternate function parameter */ assert_param(IS_GPIO_AF(GPIO_Init->Alternate)); /* Configure Alternate function mapped with the current IO */ temp = GPIOx->AFR[position >> 3]; temp &= ~((uint32_t)0xF << ((uint32_t)(position & (uint32_t)0x07) * 4)) ; temp |= ((uint32_t)(GPIO_Init->Alternate) << (((uint32_t)position & (uint32_t)0x07) * 4)); GPIOx->AFR[position >> 3] = temp; } /* Configure IO Direction mode (Input, Output, Alternate or Analog) */ temp = GPIOx->MODER; temp &= ~(GPIO_MODER_MODER0 << (position * 2)); temp |= ((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE) << (position * 2)); GPIOx->MODER = temp; /* In case of Output or Alternate function mode selection */ if((GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_PP) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_OUTPUT_OD) || (GPIO_Init->Mode == GPIO_MODE_AF_OD)) { /* Check the Speed parameter */ assert_param(IS_GPIO_SPEED(GPIO_Init->Speed)); /* Configure the IO Speed */ temp = GPIOx->OSPEEDR; temp &= ~(GPIO_OSPEEDER_OSPEEDR0 << (position * 2)); temp |= (GPIO_Init->Speed << (position * 2)); GPIOx->OSPEEDR = temp; /* Configure the IO Output Type */ temp = GPIOx->OTYPER; temp &= ~(GPIO_OTYPER_OT_0 << position) ; temp |= (((GPIO_Init->Mode & GPIO_OUTPUT_TYPE) >> 4) << position); GPIOx->OTYPER = temp; } /* Activate the Pull-up or Pull down resistor for the current IO */ temp = GPIOx->PUPDR; temp &= ~(GPIO_PUPDR_PUPDR0 << (position * 2)); temp |= ((GPIO_Init->Pull) << (position * 2)); GPIOx->PUPDR = temp; /*--------------------- EXTI Mode Configuration ------------------------*/ /* Configure the External Interrupt or event for the current IO */ if((GPIO_Init->Mode & EXTI_MODE) == EXTI_MODE) { /* Enable SYSCFG Clock */ __HAL_RCC_SYSCFG_CLK_ENABLE(); temp = SYSCFG->EXTICR[position >> 2]; temp &= ~(((uint32_t)0x0F) << (4 * (position & 0x03))); temp |= ((uint32_t)(GPIO_GET_INDEX(GPIOx)) << (4 * (position & 0x03))); SYSCFG->EXTICR[position >> 2] = temp; /* Clear EXTI line configuration */ temp = EXTI->IMR; temp &= ~((uint32_t)iocurrent); if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_IT) == GPIO_MODE_IT) { temp |= iocurrent; } EXTI->IMR = temp; temp = EXTI->EMR; temp &= ~((uint32_t)iocurrent); if((GPIO_Init->Mode & GPIO_MODE_EVT) == GPIO_MODE_EVT) { temp |= iocurrent; } EXTI->EMR = temp; /* Clear Rising Falling edge configuration */ temp = EXTI->RTSR; temp &= ~((uint32_t)iocurrent); if((GPIO_Init->Mode & RISING_EDGE) == RISING_EDGE) { temp |= iocurrent; } EXTI->RTSR = temp; temp = EXTI->FTSR; temp &= ~((uint32_t)iocurrent); if((GPIO_Init->Mode & FALLING_EDGE) == FALLING_EDGE) { temp |= iocurrent; } EXTI->FTSR = temp; } } } } 

和串口中断一样，HAL库同样提供了外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler，我们在外部中断服务函数中会调用该函数处理中断。

//中断服务函数 void EXTI0_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);//调用中断处理公用函数 } void EXTI2_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2);//调用中断处理公用函数 } 

HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler函数内部通过判断中断来源引脚，最终调用外部中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback来处理中断。

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin) { /* EXTI line interrupt detected */ if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET) { __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin); HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin); } } 

然后找到定义，可以看到HAL_GPIO_EXTI_Callback是一个弱函数

__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { /* Prevent unused argument(s) compilation warning */ __IO uint32_t tmpreg = 0x00; UNUSED(tmpreg); /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed, the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file */ } 

用户最终编写中断处理回调函数来编写中断处理逻辑

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { switch(GPIO_Pin) { case GPIO_PIN_0: //控制逻辑 break; case GPIO_PIN_2: //控制逻辑 break; } } 

外部中断的一般配置步骤：

① 使能IO口时钟。

② 初始化IO口，设置触发方式：HAL_GPIO_Init();

③ 设置中断优先级，并使能中断通道。

④ 编写中断服务函数：函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。

⑤ 编写外部中断回调函数：HAL_GPIO_EXTI_Callback;

按键硬件连接

key0按下低电平，松开应该是高电平，所以key0设置为上拉输入，松开的时候高，按下低，所以按下的时候是下降沿，因此就下降沿触发。

KEY0->PH3 上拉输入，下降沿触发

KEY1->PH2 上拉输入，下降沿触发

KEY2->PC13 上拉输入，下降沿触发

WK_UP->PA0 下拉输入，上升沿触发

IO口外部中断实验

按键KEY0按下： 同时控制LED0和LED1翻转。

按键KEY1按下： LED1状态翻转。

按键KEY2按下： LED0翻转。

按键WK_UP按下：控制LED0和LED1互斥点亮。

根据外部中断的配置的五个步骤，可以写出代码：

① 使能IO口时钟。

② 初始化IO口，设置触发方式：HAL_GPIO_Init();

③ 设置中断优先级，并使能中断通道。

④ 编写中断服务函数：函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。

⑤ 编写外部中断回调函数：HAL_GPIO_EXTI_Callback;

首先编写exti.h文件：

#ifndef _EXTI_H #define _EXTI_H #include "sys.h" void EXTI_Init(void); #endif 

然后编写exti.c文件

写出里面要用到的函数

#include "exti.h" void EXTI_Init(void) { } void EXTI0_IRQHandler(void) { } void EXTI2_IRQHandler(void) { } void EXTI3_IRQHandler(void) { } void EXTI15_10_IRQHandler(void) { } void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { } 

然后进行函数编写，首先是 使能IO口时钟、初始化IO口，设置触发方式，然后是设置中断优先级，并使能中断通道

void EXTI_Init(void) { //使能IO口时钟、初始化IO口，设置触发方式 GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure; __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启GPIOA时钟 __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //开启GPIOC时钟 __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE(); //开启GPIOH时钟 GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0; //PA0 GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING; //IT是外部中断 RISING上升沿触发 GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN; //下拉 GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速 HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_13; //PC13 GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_FALLING; //下降沿触发 GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉 GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH; //高速 HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure); GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3; //PH2,3 HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure); //设置中断优先级，并使能中断通道 HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn); HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,2,0); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn); HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn,2,1); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn); HAL_NVIC_SetPriority(EXTI3_IRQn,2,2); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn); HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,2,3); } 

然后在后面编写中断服务函数：函数中调用外部中断通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler。和 编写外部中断回调函数：HAL_GPIO_EXTI_Callback;

void EXTI0_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0); } void EXTI2_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_2); } void EXTI3_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_3); } void EXTI15_10_IRQHandler(void) { HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13); } void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) { delay_ms(100);//消抖 switch(GPIO_Pin) { case GPIO_PIN_0://WK_UP if(WK_UP==1) { LED1=!LED1; LED0=!LED1; } break; case GPIO_PIN_13://KEY2 if(KEY2==1) { LED0=!LED0; } break; case GPIO_PIN_2://KEY1 if(KEY1==1) { LED1=!LED1; } break; case GPIO_PIN_3://KEY0 if(KEY0==1) { LED0=!LED0; LED1=!LED1; } break; } } 

然后开始写main函数：

#include "sys.h" #include "delay.h" #include "usart.h" #include "led.h" #include "key.h" #include "exti.h" int main(void) { HAL_Init(); //初始化HAL库 Stm32_Clock_Init(360,25,2,8); //设置时钟,180Mhz delay_init(180); //初始化延时函数 uart_init(115200); //初始化USART LED_Init(); //初始化LED EXTI_Init(); while(1) { printf("OK\r\n"); delay_ms(1000) } }