学会知识只需要不段的积累和提高,但是如何将知识系统的讲解出来就需要深入的认知和系统的了解。外部中断和事件学习难度并不高,不过涉及到STM32的电源控制部分,还是值得认真了解的,在本文中我将以实际代码为例详细讲解这些内容,希望对每一个阅读者有帮助。
1.外部中断
如果已经学习了SysTick系统时钟滴答实验,掌握了Cortex-M3中断的相关知识,那么外部中断也是比较好理解的,和SysTick中断一样,外部中断也是当有信号触发时,如果中断屏蔽寄存器允许触发,就会产生中断,这时CPU查找中断向量表,找到入口函数,就会正确的执行相关代码,因为外部中断本身就是依托于普通GPIO口的上升沿或者下降沿信号的,所以本例中以按键作为测试外部中断的硬件电路。
根据工作原理图:KEY1 ~ PC4; KEY2 ~ PB10;
KEY3 ~ PC13; KEY4 ~ PA0;
其中KEY1,2,3作为外部中断引脚,KEY4作为唤醒引脚,后续会讲解。
知晓了工作原理图,下面就要确定其对应的中断线号了,这个在参考手册外部中断/事件线路映像章节中有详细的说明,这里截图部分:
从上面可以看出,不同区域的相同位置的管脚共用同一个中断线号,依次类推,上面的四个管脚分别对应的中断线号为EXIT4, EXIT10, EXIT13,EXIT0,在这里还有个注意点:那就是一个中断线号只能反过来对应一个管脚,这就需要设计外部中断硬件电路时不要重复,如PA0和PB0不能同时设计为外部中断。
了解了这些之后,如果熟悉STM32设计流程的话,那么就知道顺序是:
1.外部中断管脚GPIO初始化,代码如下:
/**************************************************************** * function : EXTI_GPIO_Config * Description : 外部中断触发对应GPIO口配置 KEY1 PC4 外部中断4 KEY2 PB10 外部中断10 KEY3 PC13 外部中断13 KEY4 PA0 WAKEUP唤醒事件 * input : 无 * output : 无 *****************************************************************/ void EXTI_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI_KEY1_Pin; GPIO_Init(EXTI_KEY1_Port, &GPIO_InitStructure); GPIO_EXTILineConfig(EXTI_KEY1_PortSource, EXTI_KEY1_PinSource); //将GPIO复用为外部中洞触发端口 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI_KEY1_Pin; GPIO_Init(EXTI_KEY2_Port, &GPIO_InitStructure); GPIO_EXTILineConfig(EXTI_KEY2_PortSource, EXTI_KEY2_PinSource); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI_KEY3_Pin; GPIO_Init(EXTI_KEY3_Port, &GPIO_InitStructure); GPIO_EXTILineConfig(EXTI_KEY3_PortSource, EXTI_KEY3_PinSource); GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EXTI_KEY4_Pin; GPIO_Init(EXTI_KEY4_Port, &GPIO_InitStructure); GPIO_EXTILineConfig(EXTI_KEY4_PortSource, EXTI_KEY4_PinSource); }
2.外设EXTI初始化
3.在中断屏蔽寄存器中允许对应中断触发
/**************************************************************** * function : EXTI_MODE_Config * Description : 外部中断触发配置及向量表开启对应中断 其中KEY1作为中断进入_WFE模式 KEY2和KEY3作为普通中断点亮对应LED灯 KEY4作为事件用来唤醒CPU * input : 无 * output : 无 *****************************************************************/ void EXTI_MODE_Config(void) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; EXTI_DeInit(); EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //外部按键触发中断 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //外部中断使能 EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_KEY1_Line; //外部中断线号4 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_KEY2_Line; //外部中断线号10 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_KEY3_Line; //外部中断线号13 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Event; //外部按键触发事件 EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_KEY4_Line; //外部中断线号0 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //PWR_WakeUpPinCmd(ENABLE); //PA0作为唤醒引脚使能 NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0x0); //向量表位于FLASH中,偏移0 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); /*在向量表中激活对应的中断线号*/ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI_KEY1_IRQn; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI_KEY2_3_IRQn; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); }
4.中断函数处理
按键PC4对应外部中断入口,因为按键默认高电平,当有按键按下时,就会产生下降沿信号,触发中断,此时CPU就在中断向量表里查询外部中断的入口地址,如PC4对应的入口地址就是void EXTI4_IRQHandler(void) ,开始执行中断中内容,具体实现流程可参考SysTick章节。
/**************************************************************** * function : EXTI4_IRQHandler * Description : 外部中断4入口函数,实现LED点亮以及系统进入_WFE模式 * input : 无 * output : 无 *****************************************************************/ void EXTI4_IRQHandler(void) { led_light_up(0); EXTI_ClearFlag(EXTI_Line4); //清除中断线号4 PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFE); //进入WFE停止低功耗模式 仅事件能唤醒 SystemInit(); //退出STOP模式要初始化时钟,因为睡眠时切换到内部时钟 LED1_OFF(); }
在stm32的头文件和启动文件设计中,中断线号10~15共用相同的入口函数,因此需要在中断中进行判断,来确定是那个信号触发了中断。
/**************************************************************** * function : EXTI15_10_IRQHandler * Description : 外部中断10和13共用中断入口,通过触发后状态检查确定 触发中断的管脚并执行相应代码。 * input : 无 * output : 无 *****************************************************************/ void EXTI15_10_IRQHandler(void) { ITStatus EXTI10_Status; ITStatus EXTI13_Status; EXTI10_Status = EXTI_GetITStatus(EXTI_Line10); //获得外部中断10的状态 EXTI13_Status = EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13); //获得外部中断13的状态
if(EXTI10_Status == SET) { led_light_up(1); } if(EXTI13_Status == SET) { led_light_up(2); } EXTI_ClearFlag(EXTI_Line10 | EXTI_Line13); /*清除外部中断10或者13的挂起位 */ }
外部中断涉及到的知识并并不多,不过仔细观察上面的代码,就会发现KEY4(PA0)并没有配置为中断,而配置为了事件,且被设置为唤醒引脚,KEY1(PC4)在中断里不只点亮了LED,还调用了PWR_EnterSTOPMode(PWR_Regulator_LowPower, PWR_STOPEntry_WFE); 这种功能其实很有用,涉及到低功耗和外部事件唤醒,下面我来详细说明。
2.外部事件和中断的区别和联系
外部事件和中断都是由管脚信号触发的,参考下图:
这张图可以很直观的看出中断和事件的区别,当外部有信号输入时,如果通过了了事件屏蔽寄存器,那么事件信号就进入脉冲触发器,引发一个脉冲信号,直接传递给相应的外设,用于触发,这就是一个纯硬件的过程,理解DMA的应该知道,这个方式不需要CPU参与,但是这也有它的缺点,如功能比较单一,仅能提供信号,不能提供信息,也就是只能产生指定功能的事件。如果通过中断屏蔽寄存器,就被直接送到CPU中,产生中断,如进入上面的入口函数开始处理。从这就可看出,事件是单纯硬件触发执行的过程,与CPU本身设计支持有关,而中断中则可以软件实现各种功能,而低功耗模式和事件唤醒就是stm32支持的事件之一。
3.低功耗模式和事件唤醒
低功耗模式是嵌入式设计用于可移动设备的重要功能,在这种状态下,CPU会关闭时钟,从而降低耗电,延长单次使用时间。
上面进入的就是停机-低功耗-WFE模式,因此只能由按键4事件唤醒。其实低功耗模式还有待机模式以及睡眠模式,这里并没有使用到,以后如果用到会穿插讲解。中断无法唤醒,另外,当CPU退出停止模式时,会强制切换到内部时钟,因此在进入停止模式后一句要加上SystemInit()重新配置系统时钟,避免时钟改变。具体代码参考:http://files.cnblogs.com/files/zc110747/7.EXTI_LED.7z