第十章 外部中断实验
这一章，我们将向大家介绍如何使用STM32的外部输入中断。在前面几章的学习中，我们掌握了STM32的IO口最基本的操作。本章我们将介绍如何将STM32的IO口作为外部中断输入，在本章中，我们将以中断的方式，实现我们在第八章所实现的功能。本章分为如下几个部分：
10.1 STM32外部中断简介
10.2 硬件设计
10.3 软件设计
10.4 下载验证
10.1 STM32外部中断简介
STM32的IO口在第六章有详细介绍，而外部中断在第5.2.6节也有详细的阐述。这里我们将介绍如何将这两者结合起来，通过中断的功能，达到第八章实验的效果，即：通过板载的4个按键，控制板载的两个LED的亮灭以及蜂鸣器的发声。
STM32的每个IO口都可以作为中断输入，这点很好很强大。要把IO口作为外部中断输入，有以下几个步骤：
1）初始化IO口为输入。
这一步设置你要作为外部中断输入的IO口的状态，可以设置为上拉/下拉输入，也可以设置为浮空输入，但浮空的时候外部一定要带上拉，或者下拉电阻。否则可能导致中断不停的触发。在干扰较大的地方，就算使用了上拉/下拉，也建议使用外部上拉/下拉电阻，这样可以一定程度防止外部干扰带来的影响。
2）开启IO口复用时钟，设置IO口与中断线的映射关系。
STM32的IO口与中断线的对应关系需要配置外部中断配置寄存器EXTICR，这样我们要先开启复用时钟，然后配置IO口与中断线的对应关系。才能把外部中断与中断线连接起来。
3）开启与该IO口相对的线上中断/事件，设置触发条件。
这一步，我们要配置中断产生的条件，STM32可以配置成上升沿触发，下降沿触发，或者任意电平变化触发，但是不能配置成高电平触发和低电平触发。这里根据自己的实际情况来配置，同时要开启中断线上的中断。这里需要注意的是：如果使用外部中断，并设置该中断的EMR位的话，会引起软件仿真不能跳到中断，而硬件上是可以的。而不设置EMR，软件仿真就可以进入中断服务函数，并且硬件上也是可以的。建议不要配置EMR位。
4）配置中断分组（NVIC），并使能中断。
这一步，我们就是配置中断的分组，以及使能，对STM32的中断来说，只有配置了NVIC的设置，并开启才能被执行，否则是不会执行到中断服务函数里面去的。关于NVIC的详细介绍，请参考5.2.6节。
5）编写中断服务函数。
这是中断设置的最后一步，中断服务函数，是必不可少的，如果在代码里面开启了中断，但是没编写中断服务函数，就可能引起硬件错误，从而导致程序崩溃！所以在开启了某个中断后，一定要记得为该中断编写服务函数。在中断服务函数里面编写你要执行的中断后的操作。
通过以上几个步骤的设置，我们就可以正常使用外部中断了。
本章，我们要实现同第八章差不多的功能，但是这里我们使用的是中断来检测按键，还是WK_UP控制蜂鸣器，按一次叫，再按一次停；KEY2控制DS0，按一次亮，再按一次灭；KEY1控制DS1，效果同KEY2；KEY0则同时控制DS0和DS1，按一次，他们的状态就翻转一次。
10.2 硬件设计
本实验用到的硬件资源和第八章实验的一模一样，不再多做介绍了。
10.3 软件设计
软件设计我们还是在之前的工程上面增加，首先在HARDWARE文件夹下新建EXTI的文件夹。然后打开USER文件夹下的工程，新建一个exti.c的文件和exti.h的头文件，保存在EXTI文件夹下，并将EXTI文件夹加入头文件包含路径（即设定编译器包含路径，3.2节有介绍。以下类似）。我们在exti.c里输入如下代码：
#include "exti.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//外部中断0服务程序
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10);//消抖
if(KEY3==1) //WK_UP按键
{
BEEP=!BEEP;
}
EXTI-> R=1<<0; //清除LINE0上的中断标志位
}
//外部中断2服务程序
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10);//消抖
if(KEY2==0) //按键KEY2
{
LED0=!LED0;
}
EXTI->R=1<<2; //清除LINE2上的中断标志位
}
//外部中断3服务程序
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10);//消抖
if(KEY1==0) //按键KEY1
{
LED1=!LED1;
}
EXTI->R=1<<3; //清除LINE3上的中断标志位
}
//外部中断4服务程序
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10);//消抖
if(KEY0==0) //按键KEY0
{
LED0=!LED0;
LED1=!LED1;
}
EXTI->R=1<<4; //清除LINE4上的中断标志位
}
//外部中断初始化程序
//初始化PA0/PE2/PE3/PE4为中断输入.
void EXTIX_Init(void)
{
KEY_Init();
Ex_NVIC_Config(GPIO_A,0,RTIR); //上升沿触发
Ex_NVIC_Config(GPIO_E,2,FTIR); //下降沿触发
Ex_NVIC_Config(GPIO_E,3,FTIR); //下降沿触发
Ex_NVIC_Config(GPIO_E,4,FTIR); //下降沿触发
MY_NVIC_Init(2,3,EXTI0_IRQChannel,2); //抢占2，子优先级3，组2
MY_NVIC_Init(2,2,EXTI2_IRQChannel,2); //抢占2，子优先级2，组2
MY_NVIC_Init(2,1,EXTI3_IRQChannel,2); //抢占2，子优先级1，组2
MY_NVIC_Init(2,0,EXTI4_IRQChannel,2); //抢占2，子优先级0，组2
}
exti.c文件总共包含5个函数。一个是外部中断初始化函数void EXTIX_Init(void)，另外4个都是中断服务函数。void EXTI0_IRQHandler(void)是外部中断0的服务函数，负责WK_UP按键的中断检测；void EXTI2_IRQHandler(void)是外部中断2的服务函数，负责KEY2按键的中断检测； void EXTI3_IRQHandler(void)是外部中断3的服务函数，负责KEY1按键的中断检测； void EXTI4_IRQHandler(void)是外部中断4的服务函数，负责KEY0按键的中断检测； 下面我们分别介绍这几个函数。
首先是外部中断初始化函数void EXTIX_Init(void)，该函数严格按照我们之前的步骤来初始化外部中断，首先调用KEY_Init，利用第八章按键初始化函数，来初始化外部中断输入的IO口， 接着调用了两个函数Ex_NVIC_Config和MY_NVIC_Init，其作用在5.2.6节已经介绍了，有不明白的可以翻到前面看看，这里不再多说。需要说明的是因为我们的WK_UP按键是高电平有效的，而KEY0、KEY1和KEY2是低电平有效的，所以我们设置WK_UP为上升沿触发中断，而KEY0、KEY1和KEY2则设置为下降沿触发。这里我们把所有中断都分配到第二组，把按键的抢占优先级设置成一样，而子优先级不同，这四个按键，KEY0的优先级最高。
接下来我们介绍各个按键的中断服务函数，一共4个。先看WK_UP的中断服务函数void EXTI0_IRQHandler(void)，该函数代码比较简单，先延时10ms以消抖，再检测KEY3(WK_UP)是否还是为高电平，如果是，则执行此次操作（翻转蜂鸣器控制信号），如果不是，则直接跳过，在最后有一句EXTI->R=1<<0;通过该句清除已经发生的中断请求。同样，我们可以发现KEY0、KEY1和KEY2的中断服务函数和WK_UP按键的十分相似，我们就不逐个介绍了。
这里向大家说明一下，STM32的外部中断0~4都有单独的中断服务函数，但是从5开始，他们就没有单独的服务函数了，而是多个中断共用一个服务函数，比如外部中断5~9的中断服务函数为：void EXTI9_5_IRQHandler(void)，类似的，void EXTI15_10_IRQHandler(void)就是外部中断10~15的中断服务函数。
我们将exti.c文件保存，然后加入到HARDWARE组下。在exti.h文件里面，我们输入如下代码：
#ifndef __EXTI_H
#define __EXTI_H
void EXTIX_Init(void);// 外部中断初始化
#endif
这部分代码就很简单了，我们这里不多废话，保存就可以了。接着我们在test.c里面写入如下内容：
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
int main(void)
{
Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置
uart_init(72,9600); //串口初始化为9600
delay_init(72); //延时初始化
LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
BEEP_Init(); //初始化蜂鸣器端口
KEY_Init(); //初始化与按键连接的硬件接口
EXTIX_Init(); //外部中断初始化
LED0=0; //点亮LED0
while(1)
{
printf("OK\r\n");
delay_ms(1000);
}
}
该部分代码很简单，在初始化完中断后，点亮LED0，就进入死循环等待了，这里死循环里面通过一个printf函数来告诉我们系统正在运行，在中断发生后，就执行相应的处理，从而实现第八章类似的功能。
10.4 下载验证
在编译成功之后，我们就可以下载代码到战舰STM32开发板上，实际验证一下我们的程序是否正确。下载代码后，在串口调试助手里面可以看到如图10.4.1所示信息：
图10.4.1 串口收到的数据
从图10.4.1可以看出，程序已经在运行了，此时可以通过按下KEY0、KEY1、KEY2和WK_UP来观察DS0、DS1以及蜂鸣器是否跟着按键的变化而变化。
 
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发表于 2013-1-13 15:04:51
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