STM32的基本概念及中斷應用

1、基本概念

ARMCoetex-M3內核共支持256個中斷，其中16個內部中斷，240個外部中斷和可編程的256級中斷優(yōu)先級的設置。STM32目前支持的中斷共84個（16個內部+68個外部），還有16級可編程的中斷優(yōu)先級的設置，僅使用中斷優(yōu)先級設置8bit中的高4位。

STM32可支持68個中斷通道，已經固定分配給相應的外部設備，每個中斷通道都具備自己的中斷優(yōu)先級控制字節(jié)PRI_n(8位，但是STM32中只使用4位，高4位有效)，每4個通道的8位中斷優(yōu)先級控制字構成一個32位的優(yōu)先級寄存器。68個通道的優(yōu)先級控制字至少構成17個32位的優(yōu)先級寄存器。

4bit的中斷優(yōu)先級可以分成2組，從高位看，前面定義的是搶占式優(yōu)先級，后面是響應優(yōu)先級。按照這種分組，4bit一共可以分成5組

第0組：所有4bit用于指定響應優(yōu)先級；

第1組：最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面3位用于指定響應優(yōu)先級；

第2組：最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面2位用于指定響應優(yōu)先級；

第3組：最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級，后面1位用于指定響應優(yōu)先級；

第4組：所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級。

所謂搶占式優(yōu)先級和響應優(yōu)先級，他們之間的關系是：具有高搶占式優(yōu)先級的中斷可以在具有低搶占式優(yōu)先級的中斷處理過程中被響應，即中斷嵌套。

當兩個中斷源的搶占式優(yōu)先級相同時，這兩個中斷將沒有嵌套關系，當一個中斷到來后，如果正在處理另一個中斷，這個后到來的中斷就要等到前一個中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個中斷同時到達，則中斷控制器根據(jù)他們的響應優(yōu)先級高低來決定先處理哪一個；如果他們的搶占式優(yōu)先級和響應優(yōu)先級都相等，則根據(jù)他們在中斷表中的排位順序決定先處理哪一個。每一個中斷源都必須定義2個優(yōu)先級。

有幾點需要注意的是：

1）如果指定的搶占式優(yōu)先級別或響應優(yōu)先級別超出了選定的優(yōu)先級分組所限定的范圍，將可能得到意想不到的結果；

2）搶占式優(yōu)先級別相同的中斷源之間沒有嵌套關系；

3）如果某個中斷源被指定為某個搶占式優(yōu)先級別，又沒有其它中斷源處于同一個搶占式優(yōu)先級別，則可以為這個中斷源指定任意有效的響應優(yōu)先級別。

2、GPIO外部中斷

STM32中，每一個GPIO都可以觸發(fā)一個外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個單位的，同組間的外部中斷同一時間只能使用一個。比如說，PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0這些為1組，如果我們使用PA0作為外部中斷源，那么別的就不能夠再使用了，在此情況下，我們智能使用類似于PB1，PC2這種末端序號不同的外部中斷源。每一組使用一個中斷標志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個外部中斷有著自己的單獨的中斷響應函數(shù)，EXTI5-9共用一個中斷響應函數(shù)，EXTI10-15共用一個中斷響應函數(shù)。

對于中斷的控制，STM32有一個專用的管理機構：NVIC。對于NVIC的詳細解釋，可以參考《ARM Cortex-M3權威指南》，Joseph Yiu著，宋巖譯，北京航空航天大學出版社出版，第8章NVIC與中斷控制。中斷的使能，掛起，優(yōu)先級，活動等等部都是NVIC在管理的。

3 、程序開發(fā)

其實上面那些基本概念和知識只是對STM32的中斷系統(tǒng)有一個大概的認識，用程序說話將會更能夠加深如何使用中斷。使用外部中斷的基本步驟如下：

1.設置好相應的時鐘；

2.設置相應的中斷；

3.IO口初始化；

4.把相應的IO口設置為中斷線路（要在設置外部中斷之前）并初始化；

5.在選擇的中斷通道的響應函數(shù)中中斷函數(shù)。

實驗過程：通過按鍵來觸發(fā)相應的中斷。根據(jù)原理圖，K2/K1/K0連接的是PE2/PE3/PE4，因此我將用EXTI2/EXTI1/EXTI0三個外部中斷。PB5/PE5分別連接了兩個LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應的LED燈將會被操作。

1.設置相應的時鐘

首先需要打開GPIOB、GPIOE（因為按鍵另外一端連接的是PE口）。然后由于是要用于觸發(fā)中斷，所以還需要打開GPIO復用的時鐘。詳細代碼如下：

void RCC_cfg()

{

//打開PE PB端口時鐘，并且打開復用時鐘

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

}

設置相應的時鐘所需要的RCC函數(shù)在stm32f10x_rcc.c中，所以要在工程中添加此文件。

2.設置好相應的中斷

設置相應的中斷實際上就是設置NVIC，在STM32的固件庫中有一個結構體NVIC_InitTypeDef，里面有相應的標志位設置，然后再用NVIC_Init()函數(shù)進行初始化。詳細代碼如下：

void NVIC_cfg()

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //選擇中斷分組2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel; //選擇中斷通道2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //搶占式中斷優(yōu)先級設置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //響應式中斷優(yōu)先級設置為0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQChannel; //選擇中斷通道1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //搶占式中斷優(yōu)先級設置為1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //響應式中斷優(yōu)先級設置為1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel; //選擇中斷通道0

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //搶占式中斷優(yōu)先級設置為2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //響應式中斷優(yōu)先級設置為2

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

由于有3個中斷，因此根據(jù)前文所述，需要有3個bit來指定搶占優(yōu)先級，所以選擇第2組。

3.IO口初始化

void IO_cfg()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

///////////LED//////////////

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ; //選擇引腳 5

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_PP; //選擇輸入模式推挽輸出

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz

GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure); //設置PE5

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ; //選擇引腳 5

GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure); //設置PB5

/////////KEY/////////////////////////

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //選擇引腳2,3,4

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出

GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);

GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_P