STM32微控制器原理及应用 课件 第5章 中断系统

第5章中断系统STM32微控制器原理及应用主要内容5.1基本概念5.2中断源5.3中断优先级5.4STM32中断寄存器5.5STM32中断库函数5.6NVIC库函数5.7中断应用举例5.1基本概念中断是指由于内部或者外部事件使CPU暂停当前程序，转去执行中断服务程序的一种工作机制。中断系统由中断源、中断控制、中断响应几部分组成。中断源：中断请求的来源。中断控制：中断的允许/禁止，中断优先级与优先级嵌套。中断响应：保护断点，转去执行中断服务程序。5.2中断源ARMcortex_m3内核支持256个中断（16个内核+240外部）和可编程256级中断优先级的设置，与其相关的中断控制和中断优先级控制寄存器（NVIC、SYSTICK等）也都属于cortex_m3内核的部分。STM32采用了cortex_m3内核，但STM32并没有使用cortex_m3内核全部的东西（如内存保护单元MPU等），因此它的NVIC是cortex_m3内核的NVIC的子集。

STM32目前支持的中断共为84个（16个内核+68个外部），和16级（使用了4位中断优先级控制）可编程中断优先级的设置。异常和中断的概念中断：该请求信号来自CM3内核的外面，来自各种片上外设和外扩的外设。异常：是因CM3内核的活动产生的，即执行指令或访问存储器时产生。CM3有15个异常，类型号为1~15，没有编号为0的异常。挂起：一个发生的异常不能被立即响应，就称它为挂起。对于互联型产品，外部中断/事件控制器由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成，对于其它产品，则有19个能产生事件/中断请求的边沿检测器。每个输入线可以独立地配置输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发事件(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可以独立地被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。外部中断（EXTI）外部中断/事件控制器（EXTI）有19个中断请求边沿检测器。每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽每个中断线都有专用的状态位EXTI0---EXTI15：连到IO端口，每个EXTIj对应GPIOx的引脚j。通过软件配置，设定中断来自哪个引脚。EXTI16：PVD（programmablevoltagedetector）输出EXTI17：RTC（real-timeclock）闹钟事件EXTI18：USB唤醒事件EXTI19：连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品)硬件中断选择通过下面的过程来配置20个线路做为中断源：配置19个中断线的屏蔽位(EXTI_IMR)配置所选中断线的触发选择位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)；配置对应到外部中断控制器(EXTI)的NVIC中断通道的使能和屏蔽位，使得19个中断线中的请求可以被正确地响应。要产生中断，必须先配置好并使能中断线。根据需要的边沿检测设置2个触发寄存器，同时在中断屏蔽寄存器的相应位写’1’允许中断请求。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个中断请求，对应的挂起位也随之被置’1’。在挂起寄存器的对应位写’1’，将清除该中断请求。如果需要产生事件，必须先配置好并使能事件线。根据需要的边沿检测通过设置2个触发寄存器，同时在事件屏蔽寄存器的相应位写’1’允许事件请求。当事件线上发生了需要的边沿时，将产生一个事件请求脉冲，对应的挂起位不被置’1’。通过在软件中断/事件寄存器写’1’，也可以通过软件产生中断/事件请求。EXTICR:外部中断线路0-15配置寄存器有4个32位的外部中断线路配置寄存器，高16位保留，低16位用来定义外部中断线路。EXTICR:外部中断线路0-15配置寄存器EXTIx[3:0]：EXTIx配置(x=0…3)(EXTIxconfiguration)这些位可由软件读写，用于选择EXTIx外部中断的输入源。0000：PA[x]引脚0001：PB[x]引脚0010：PC[x]引脚0011：PD[x]引脚0100：PE[x]引脚0101：PF[x]引脚0110：PG[x]引脚配置中断线路函数GPIO_EXTILineConfig功能描述：选择GPIO管脚用作外部中断线路函数原形：

voidGPIO_EXTILineConfig(u8GPIO_PortSource,u8GPIO_PinSource)输入参数1：

GPIO_PortSource----选择用作外部中断线源的GPIO端口输入参数2：

GPIO_PinSource----待设置的外部中断线路例：/*SelectsPB.8asEXTILine8*/

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB,GPIO_PinSource8);112通用I/O端口以下图的方式连接到16个外部中断/事件线上：外部中断的触发方式上升沿、下降沿、上升沿/下降沿EXTI_Trigger_Falling：设置输入线路下降沿为中断请求EXTI_Trigger_Rising：设置输入线路上升沿为中断请求EXTI_Trigger_Rising_Falling：设置输入线路双边触发中断请求EXTI_Mode_Event：设置EXTI线路为事件EXTI_Mode_Interrupt：设置EXTI线路为中断请求EXTI_LineCmd：用来定义选中线路的新状态。它可以被设为ENABLE或者DISABLE。中断初始化函数EXTI_Init例：/*Enablesexternallines12and14interruptgenerationonfallingedge*/

EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line12|EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

5.3中断优先级NVIC中断优先级分组：STM32有5种优先级管理方式，在一个系统中，选用其中一种。通过设置32位寄存器AIRC的[10:8]位，指定组别。优先级分组：第0组：16个从优先级第1组：2个抢占优先级，8个从优先级第2组：4个抢占优先级，4个从优先级第3组：8个抢占优先级，2个从优先级第4组：16个抢占优先级对于某一个中断来说，可以单独的设置其抢占优先级和从优先级5.3中断优先级NVIC优先级控制说明具有较高抢占优先级的中断可以实现中断嵌套。从优先级不管高低，只能排队。在抢占优先级相同时，先响应从优先级高的中断。抢占优先级和从优先级都相同时，根据它们在中断表中的排位顺序决定，序号小的先被处理。5.4STM32中断寄存器EXTI_IMR：中断屏蔽寄存器

0：屏蔽来自线x上的中断请求；1：开放来自线x上的中断请求。EXTI_EMR：事件屏蔽寄存器

0：屏蔽来自线x上的事件请求；1：开放来自线x上的事件请求。EXTI_RTSR：上升沿触发选择寄存器

1：允许输入线x上的上升沿触发(中断和事件)；0：禁止。EXTI_FTSR：下降沿触发选择寄存器

1：允许输入线x上的下降沿触发(中断和事件)；0：禁止。EXTI_SWIER：软件中断事件寄存器

当某位为’0’时，写’1’将设置EXTI_PR中相应的挂起位。如果在EXTI_IMR和EXTI_EMR中允许产生该中断，则此时将产生一个中断。注：通过清除EXTI_PR的对应位(写入’1’)，可以清除该位为’0’。

EXTI_PR：挂起寄存器当在外部中断线上发生了选择的边沿事件，该位被置’1’。在该位中写入’1’可以清除它，也可以通过改变边沿检测的极性清除。5.5EXTI库函数EXTI_DeInit：将外设EXTI寄存器重设为缺省值EXTI_Init：根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器。EXTI_StructInit：把EXTI_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入。EXTI_GenerateSWInterrupt：产生一个软件中断。EXTI_GetFlagStatus：检查指定的EXTI线路标志位设置与否。EXTI_ClearFlag：清除EXTI线路挂起标志位。EXTI_GetITStatus：检查指定的EXTI线路触发请求发生与否。EXTI_ClearITPendingBit：清除EXTI线路挂起位函数EXTI_Init

功能描述：根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器。函数原形：

voidEXTI_Init(EXTI_InitTypeDef*EXTI_InitStruct)输入参数：

EXTI_InitStruct----指向结构EXTI_InitTypeDef的指针。EXTI_InitTypeDef定义于文件“stm32f10x_exti.h”：

typedefstruct{u32EXTI_Line;EXTIMode_TypeDefEXTI_Mode;EXTIrigger_TypeDefEXTI_Trigger;FunctionalStateEXTI_LineCmd;} EXTI_InitTypeDef;EXTI_Line：EXTI_Line0----EXTI_Line18，其中之一。EXTI_Mode：

EXTI_Mode_Event或者EXTI_Mode_InterruptEXTI_Trigger：

EXTI_Trigger_Falling或者EXTI_Trigger_Rising

或者EXTI_Trigger_Rising_FallingEXTI_LineCmd：ENABLE或者DISABLE例：/*Enablesexternallines12and14interruptgenerationonfallingedge*/EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line12|EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

函数EXTI_GetFlagStatus

功能描述：检查指定的EXTI线路标志位设置与否函数原形：

FlagStatusEXTI_GetFlagStatus(u32EXTI_Line)输入参数：EXTI_Line---待检查的EXTI线路标志位。返回值：EXTI_Line的新状态（SET或者RESET）例：/*GetthestatusofEXTIline8*/FlagStatusEXTIStatus;EXTIStatus=EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line8);固态函数库的编码规则布尔型typedefenum{FALSE=0,TRUE=!FALSE}bool;标志位状态类型typedefenum{RESET=0,SET=!RESET}FlagStatus;错误状态类型typedefenum{ERROR=0,SUCCESS=!ERROR}ErrorStatus;功能状态类型

typedefenum{DISABLE=0,ENABLE=!DISABLE}FunctionalState;函数EXTI_ClearFlag

功能描述：清除EXTI线路挂起标志位。函数原形：voidEXTI_ClearFlag(u32EXTI_Line)输入参数：EXTI_Line----待清除标志位的EXTI线路例：

/*CleartheEXTIline2pendingflag*/EXTI_ClearFlag(EXTI_Line2);函数EXTI_GetITStatus

功能描述：检查指定的EXTI线路触发请求发生与否。函数原形：

ITStatusEXTI_GetITStatus(u32EXTI_Line)返回值：EXTI_Line的新状态（SET或者RESET）例：/*GetthestatusofEXTIline8*/ITStatusEXTIStatus;EXTIStatus=EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8);函数EXTI_ClearITPendingBit

功能描述：清除EXTI线路挂起位函数原形：

voidEXTI_ClearITPendingBit(u32EXTI_Line)例：/*ClearstheEXTIline2interruptpendingbit*/EXTI_ClearITpendingBit(EXTI_Line2);5.6NVIC库函数NVIC_DeInit：将外设NVIC寄存器重设为缺省值NVIC_PriorityGroupConfig：设置优先级分组NVIC_Init：根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器。NVIC_SetVectorTable：设置向量表的位置和偏移函数NVIC_PriorityGroupConfig功能：用来设置优先级分组（先占优先级和从优先级）函数原形：

voidNVIC_PriorityGroupConfig(u32NVIC_PriorityGroup)例：/*ConfigurethePriorityGroupingwith1bit*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);NVIC_PriorityGroup描述函数NVIC_Init

功能描述：根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器。函数原形：

voidNVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct)输入参数：

NVIC_InitStruct----指向结构NVIC_InitTypeDef的指针。NVIC_InitTypeDefstructure

NVIC_InitTypeDef定义于文件“stm32f10x_nvic.h”：

typedefstruct{u8NVIC_IRQChannel;u8NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;u8NVIC_IRQChannelSubPriority;FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd;}NVIC_InitTypeDef;NVIC_IRQChannelCmd：指定了在成员NVIC_IRQChannel中定义的IRQ通道被使能还是失能NVIC_IRQChannel值EXTI0_IRQChannel：外部中断线0中断EXTI1_IRQChannel：外部中断线1中断EXTI2_IRQChannel：外部中断线2中断EXTI3_IRQChannel：外部中断线3中断EXTI4_IRQChannel：外部中断线4中断EXTI9_5_IRQChannel：外部中断线9-5中断EXTI15_10_IRQChannel：外部中断线15-10中断TIM2_IRQChannel：TIM2全局中断TIM3_IRQChannel：TIM3全局中断TIM4_IRQChannel：TIM4全局中断…………例：NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;/*ConfigurethePriorityGroupingwith1bit*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

/*EnableTIM3globalinterruptwithPreemptionPriority0andSubPriorityas2*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM3_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStructure(&NVIC_InitStructure);

//EnableEXTI4interruptwithPreemptionPriority1andSubPriorityas7NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=7;NVIC_InitStructure(&NVIC_InitStructure);函数NVIC_StructInit

功能描述：把NVIC_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入。

成员

缺省值NVIC_IRQChannel 0x0NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 0NVIC_IRQChannelSubPriority 0NVIC_IRQChannelCmd DISABLE例：

NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;NVIC_StructInit(&NVIC_InitStructure);

关于中断初始化配置中断线GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB,GPIO_PinSource8);初始化中断触发方式EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

配置优先级分组NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

给中断通道配置中断优先级NVIC_InitStructure(&NVIC_InitStructure);5.7中断应用举例定义变量声明函数主程序：配置时钟配置GPIO配置EXTI配置中断优先级主循环4个LED循环点亮子函数（配置时钟、中断优先级、GPIO、EXTI等）中断服务函数设接口电路如下，编写按键中断程序，控制LED亮灭。#include"stm32f10x_.h" voidRCC_Configuration(void); voidGPIO_Configuration(void);voidNVIC_Configuration(void);voidEXTI_Configuration(void);voidDelay(vu32nTime);intmain() { RCC_Configuration(); /*配置系统时钟*/ NVIC_Configuration(); /*配置中断优先级*/ GPIO_Configuration(); /*IO口初始化*/ EXTI_Configuration(); /*配置外部中断*/

for(;;) { GPIOC->ODR=0xfffffffe; /*PC0=0-->点亮D2*/ Delay(8000000); GPIOC->ODR=0xfffffffd; /*PC1=0-->点亮D3*/ Delay(8000000); GPIOC->ODR=0xfffffffb; /*PC2=0-->点亮D4*/ Delay(8000000); GPIOC->ODR=0xfffffff7; /*PC3=0-->点亮D5*/ Delay(8000000); }}voidRCC_Configuration(){//系统时钟配置，同以前程序，略。

//使能外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);}voidDelay(vu32nCount) /*延时*/{for(;nCount!=0;nCount--);}voidEXTI_Configuration(){GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource3); EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure; EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line3; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);}voidNVIC_Configuration(){ NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;

/*SettheVectorTablebaselocationat0x20000000*///设置向量表的位置和偏移

#ifdefVECT_TAB_RAM NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0x0); #else/*VECT_TAB_FLASHSettheVectorTablebaselocationat0x08000000*/ NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x0); #endif /*Configureonebitforpreemptionpriority*/ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);}voidGPIO_Configuration() /*IO口初始化*/{ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; /*PA0～PA3口配置为输入*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz; GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); /*PC0～PC3口配置为输出*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);}中断服务程序

(注意：中断服务程序的函数名在固件库中都定义好了)voidEXTI3_IRQHandler(void){ inti=0; if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3)!=RESET) { EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3); for(i=0;i<5;i++) { GPIOC->ODR=