STM32--中断使用（超详细！）_stm32

nvic 即嵌套向量中断控制器，全称 nested vectored interrupt controller。属于是内核的器件，其作用是对stm32中的中断进行管理，因为m3内核中的中断数量很多，当同时出现多个中断时，优先处理哪个中断？以及那些中断不处理等，都要靠nvic 进行控制。m3 内核都是支持 256 个中断，其中包含了 16 个系统中断和 240 个外部中断，并且具有 256 级的可编程中断设置。

nvic支持：256个中断（16个内核+240个外部）；支持256个优先级。

但是对于st公司来说，用不了m3内核中的所有中断以及中断优先级，进而对其进行了一定的裁剪。stm32中共有10个内核中断，60个外部中断，16个中断优先级；

在中断的使用中还有一个极其重要的一部分为中断服务函数（触发中断后，系统执行的部分，例如上文的吃饭过程）中断服务函数是中断的入口。

2.2 nvic相关寄存器

nvic相关的寄存器有很多，但是重要的有以下几个，也是需要进行掌握的：

名称	位数	个数	作用
中断使能寄存器（iser）	32	8	每一位控制一个中断（打开）
中断失能寄存器（icer）	32	8	每一位控制一个中断（关闭）
应用程序中断及复位控制寄存器（aircr）	32	1	位[10:8]控制中断优先级分组
中断优先级寄存器ipr	8	240	8个位对应一个中断，而stm32只使用高4位

2.3 nvic工作原理

工作原理图：

2.4 中断优先级

stm32中断优先级基本概念：

1、抢占优先级(pre):高抢占优先级可以打断正在执行的低抢占优先级中断；

2、响应优先级(sub):当抢占优先级相同时，响应优先级高的先执行，但是不能相互打断；

3、抢占优先级和响应优先级都相同的情况下，自然优先级越高的先执行；

4、自然优先级:中断向量表中的优先级；

5、数值越小，表示优先级越高；

stm32中断优先级分组：

在前面我们说过aircr寄存器，位10、9、8三位用于控制优先级的分组，但是只取其中的五组优先级分组；ipr寄存器，用于控制中断的优先级，包括抢占优先级与响应优先级，高4位控制，如下表所示：

优先级分组	aircr[10:8]	ipr[7:4]分配	分配结果
0	111	none：[7:4]	抢占优先级(0位、0级) 响应优先级（4位、16级）
1	110	[7]:[6:4]	抢占优先级(1位、2级) 响应优先级（3位、8级）
2	101	[7:6]:[6:4]	抢占优先级(2位、4级) 响应优先级（2位、4级）
3	100	[7:5]:[4]	抢占优先级(3位、8级) 响应优先级（1位、2级）
4	011	[7:4]:none	抢占优先级(4位、16级) 响应优先级（0位、0级）

假定设置中断优先级分组为 2，然后设置中断3的抢占优先级为 2，响应优先级为 1。中断6的抢占优先级为 3，响应优先级为0。 中断7的抢占优先级为 2，响应优先级为 0。那么这 3 个中断的优先级顺序为： 中断 7>中断 3>中断 6。上面例子中的中断 3 和中断 7 都可以打断中断 6 的中断。而中断 7 和中断 3 却不可以相互打断！

在一个工程中，一般只设置一次中断优先级分组（aircr寄存器）；

2.5 nvic使用(stm32)

1、hal_nvic_setprioritygrouping()

中断分组的设置在hal_init()函数中配置：

2、hal_nvic_setpriority()

函数说明：

用于设置中断的抢占优先级和响应优先级（子优先级）

函数形参：

形参 1 是中断号，可以选择范围：irqn_type 定义的枚举类型。

形参 2 是抢占优先级，可以选择范围：0 到 15。

形参 3 是响应优先级，可以选择范围：0 到 15。

3、hal_nvic_enableirq()

函数描述：用于使能中断。

函数形参：形参 irqn 是中断号，可以选择范围：irqn_type 定义的枚举类型

三、exit(外部中断控制)

3.1 exit基本概念

全称：外部中断事件控制器

包含20个产生事件/中断请求的边沿检测器，即20条exit线；

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

3.2 exit工作原理

工作原理图：

3.3 exit相关寄存器

在上述工作原理图中，所涉及的寄存器共有7个，但是对于外部中断来说，我们只需要掌握其中四个寄存器：上升沿触发选择寄存器(exti_rtsr)、下降沿触发选择寄存器(exti_ftsr)、挂起寄存器(exti_pr)与中断屏蔽寄存器(exti_imr)。

1、上升沿触发选择寄存器(exti_rtsr)

2、下降沿触发选择寄存器(exti_ftsr)

3、挂起寄存器(exti_pr)

4、中断屏蔽寄存器(exti_imr)

3.4 exit线与io映射关系

前面说过， exti 线 0~15：对应外部 io 口的输入中断。但是stm32f1 供给 io 口使用的中断线只有 16 个，但是 stm32f1 的 io 口却远远不止 16 个，所以 stm32 把 gpio 管脚 gpiox.0~gpiox.15(x=a,b,c,d,e,f,g)分别对应中断线 0~15。这样子每个中断线对应了最多 9 个 io 口，以线 0 为例：它对应了gpioa.0、gpiob.0、 gpioc.0、gpiod.0、gpioe.0、gpiof.0 和 gpiog.0。而中断线每次只能连接到 1 个 io 口上，这样就需要通过配置决定对应的中断线配置到哪个 gpio 上了。

gpio 和中断线映射关系是在寄存器 afio_exticr1 ~ afio_exticr4 中配置的

外部中断配置寄存器 1(afio_exticr1)

四、中断的使用

4.1中断的使用步骤

4.2exit的配置步骤

4.3通用外设驱动

这个内容在上一节gpio的使用中已经说明；详细内容请看下面这个博客；

stm32--gpio点亮led灯（手把手，超详细）-csdn博客

4.4中断回调机制（hal库）

五、硬件设计

5.1实现功能

利用stm32f1精英开发板的独立按键模块key0控制led0灯的亮灭；

5.2原理图

1、led设置

在该开发板上的led灯共有3个，本次我们点亮led0，即对pb5进行操作；我们看到led0右端接的是vcc3.3v,那么只需要控制左端的pb5输出即可；（输出0点亮，输出1熄灭）；

我们还需要确定gpiob_5的工作模式；我们采用推挽输出，其特点为：输出引脚电平，高电平为vdd，低电平为vss；

2、key设置

在该开发板上的key共有三个按键，本次我们使用的是key0，即对pe4进行操作，当按键按下是，pe4输出低电平，当按键未按下时，pe4应为高电平；所以gpioe_4的工作模式为上拉输入。

六、程序设计

6.1程序设计流程图

6.2中断初始化函数

6.3中断服务函数

每开启一个中断，就必须编写其对应的中断服务函数，否则将会导致死机（cpu 将找不到中断服务函数）。stm32f1 的 io 口外部中断函数只有 7 个上文已经说明。

中断线 0-4，每个中断线对应一个中断函数，中断线 5-9 共用中断函数exti9_5_irqhandler，中断线 10-15 共用中断函数 exti15_10_irqhandler。一般情况下，我们可以把中断控制逻辑直接编写在中断服务函数中，但是 hal 库把中断处理过程进行了简单封装。

6.4中断处理回调函数

hal 库为了用户使用方便，提供了一个中断通用入口函数 hal_gpio_exti_irqhandler，在该函数内部直接调用回调函数 hal_gpio_exti_callback。

该函数实现的作用非常简单，通过入口参数 gpio_pin 判断中断来自哪个 io 口，然后清除相应的中断标志位，最后调用回调函数 hal_gpio_exti_callback()实现控制逻辑。在所有的外部中断服务函数中直接调用外部中断共用处理函数 hal_gpio_exti_irqhandler，然后在回调函数 hal_gpio_exti_callback 中通过判断中断是来自哪个 io 口编写相应的中断服务控制逻辑。

6.4源码

exti.c文件

#include "./bsp/exti/exti.h"
#include "./system/delay/delay.h"


void  exti_init(void)
{
    gpio_inittypedef  gpio_init_struct;
    __hal_rcc_gpioe_clk_enable();
    gpio_init_struct.pin=gpio_pin_4;
    gpio_init_struct.mode=gpio_mode_it_falling ;
    gpio_init_struct.pull=gpio_pullup ;
    
    hal_gpio_init(gpioe,&gpio_init_struct);
    hal_nvic_setpriority(exti4_irqn,2,0);
    hal_nvic_enableirq(exti4_irqn);
}



    void exti4_irqhandler(void)
    {
     hal_gpio_exti_irqhandler(gpio_pin_4);
     __hal_gpio_exti_clear_it(gpio_pin_4);
    }
    
     void hal_gpio_exti_callback(uint16_t gpio_pin)
     {
      delay_ms(20);
         if( gpio_pin==gpio_pin_4)
         {
              if(hal_gpio_readpin(gpioe,gpio_pin_4)==0)
             {
                hal_gpio_togglepin(gpiob, gpio_pin_5);
             
             }
         }
     
     }

6.5实验现象

32中断点灯

总结： 本文主要讲解了stm32单片机的中断使用，主要内容有：中断的概念、nvic、exit的介绍，以及中断使用的步骤。并且利用中断实现了按键控制led灯。大家一定要反复阅读，才能掌握其中的思路，也要对实验部分进行多次尝试。。

创作不易，还请大家多多点赞支持！！！

STM32--中断使用（超详细！）

2024年08月01日 • stm32 •我要评论

一、什么是中断

二、 nvic(中断管家)

2.1 nvic基本概念