微機(jī)原理及單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)-中斷

中斷本章主要內(nèi)容9.1中斷系統(tǒng)概述9.2中斷配置步驟9.3外部中斷9.4STM32外部中斷的應(yīng)用實(shí)例

9.1中斷系統(tǒng)概述9.1.1中斷概念CPU執(zhí)行程序時(shí)，由于發(fā)生了某種隨機(jī)的事件(外部或內(nèi)部)，引起CPU暫時(shí)中斷正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段特殊的服務(wù)程序(中斷服務(wù)子程序或中斷處理程序)，以處理該事件，該事件處理完后又返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行，這一過程稱為中斷。引發(fā)中斷的稱為中斷源。比如：看電視時(shí)突然門鈴響，那么門鈴響就相當(dāng)于中斷源。有些中斷還能夠被其他高優(yōu)先級(jí)的中斷所中斷，那么這種情況又叫做中斷的嵌套。

9.1.2中斷源及優(yōu)先級(jí)中斷源：STM32F10x芯片有84個(gè)中斷通道，包括16個(gè)內(nèi)核中斷和68個(gè)可屏蔽中斷，這些中斷通道已按照不同優(yōu)先級(jí)順序固定分配給相應(yīng)的外部設(shè)備。NVIC介紹 NVIC英文全稱是NestedVectoredInterruptController，中文意思就是嵌套向量中斷控制器，它屬于M3內(nèi)核的一個(gè)外設(shè)，控制著芯片的中斷相關(guān)功能。由于ARM給NVIC預(yù)留了非常多的功能，但對(duì)于使用M3內(nèi)核設(shè)計(jì)芯片的公司可能就不需要這么多功能，于是就需要在NVIC上裁剪。ST公司的STM32F103芯片內(nèi)部中斷數(shù)量就是NVIC裁剪后的結(jié)果。

中斷控制相關(guān)寄存器在固件庫core_cm3.h文件NVIC結(jié)構(gòu)體內(nèi)?？纱蜷_任意庫函數(shù)工程即可查看到。中斷優(yōu)先級(jí)： STM32F103芯片支持60個(gè)可屏蔽中斷通道，每個(gè)中斷通道都具備自己的中斷優(yōu)先級(jí)控制字節(jié)(8位，但是STM32F103中只使用4位，高4位有效)，用于表達(dá)優(yōu)先級(jí)的高4位又被為組成搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)，通常也把響應(yīng)優(yōu)先級(jí)稱為“亞優(yōu)先級(jí)”或“副優(yōu)先級(jí)”，每個(gè)中斷源都需要被指定這兩種優(yōu)先級(jí)。

高搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷事件會(huì)打斷當(dāng)前的主程序或者中斷程序運(yùn)行，俗稱中斷嵌套。在搶占式優(yōu)先級(jí)相同的情況下，高響應(yīng)優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先被響應(yīng)。

當(dāng)兩個(gè)中斷源的搶占式優(yōu)先級(jí)相同時(shí)，這兩個(gè)中斷將沒有嵌套關(guān)系，當(dāng)一個(gè)中斷到來后，如果正在處理另一個(gè)中斷，這個(gè)后到來的中斷就要等到前一個(gè)中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個(gè)中斷同時(shí)到達(dá)，則中斷控制器根據(jù)他們的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高低來決定先處理哪一個(gè)；如果他們的搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)都相等，則根據(jù)他們?cè)谥袛啾碇械呐盼豁樞驔Q定先處理那一個(gè)。 STM32F103中指定中斷優(yōu)先級(jí)的寄存器位有4位，這4位的分組方式如下：

設(shè)置優(yōu)先級(jí)分組可調(diào)用庫函數(shù)NVIC_PriorityGroupConfig()，在misc.c可以查看。9.2中斷配置步驟

要使用中斷我們就需要先配置它，通常都需經(jīng)過這幾步：（1）使能外設(shè)某個(gè)中斷（2）設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)分組，初始化NVIC_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體typedefstruct{uint8_tNVIC_IRQChannel;//中斷源

uint8_tNVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//搶占優(yōu)先級(jí)

uint8_tNVIC_IRQChannelSubPriority;//響應(yīng)優(yōu)先級(jí)

FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd;//中斷使能或禁用}NVIC_InitTypeDef;（3）編寫中斷服務(wù)函數(shù)9.3外部中斷 1.外部中斷介紹 2.外部中斷配置步驟 3.硬件電路 4.編寫外部中斷控制程序

9.3.1外部中斷介紹EXTI簡介 STM32F10x外部中斷/事件控制器（EXTI）包含多達(dá)20個(gè)用于產(chǎn)生事件/中斷請(qǐng)求的邊沿檢測(cè)器。EXTI的每根輸入線都可單獨(dú)進(jìn)行配置，以選擇類型（中斷或事件）和相應(yīng)的觸發(fā)事件（上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)或邊沿觸發(fā)），還可獨(dú)立地被屏蔽。

EXTI結(jié)構(gòu)框圖

9.3.2外部中斷/事件線映射

STM32F10x的EXTI具有20個(gè)中斷/事件線,如下：9.3.3外部中斷配置步驟

要使用外部中斷我們就需要先配置它，通常都需經(jīng)過這幾步：（EXTI相關(guān)庫函數(shù)在stm32f10x_exti.c和stm32f10x_exti.h文件中）（1）使能IO口時(shí)鐘，配置IO口模式為輸入（2）開啟AFIO時(shí)鐘，設(shè)置IO口與中斷線的映射關(guān)系RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);voidGPIO_EXTILineConfig(uint8_tGPIO_PortSource,uint8_tGPIO_PinSource);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);（3）配置中斷分組（NVIC），使能中斷（4）初始化EXTI，選擇觸發(fā)方式voidEXTI_Init(EXTI_InitTypeDef*EXTI_InitStruct);typedefstruct{uint32_tEXTI_Line;//中斷/事件線

EXTIMode_TypeDefEXTI_Mode;//EXTI模式

EXTITrigger_TypeDefEXTI_Trigger;//EXTI觸發(fā)方式

FunctionalStateEXTI_LineCmd;//中斷線使能或失能}EXTI_InitTypeDef;（5）編寫EXTI中斷服務(wù)函數(shù)EXTI0_IRQHandlerEXTI1_IRQHandlerEXTI2_IRQHandlerEXTI3_IRQHandlerEXTI4_IRQHandlerEXTI9_5_IRQHandlerEXTI15_10_IRQHandler9.4.1硬件電路

9.4外部中斷應(yīng)用實(shí)例9.4.2編寫外部中斷控制程序

要實(shí)現(xiàn)外部中斷方式控制LED，程序框架如下：（1）初始化對(duì)應(yīng)端口的EXTI（2）編寫EXTI中斷函數(shù)（3）編寫主函數(shù)（1）初始化對(duì)應(yīng)端口的EXTIEXTI初始化函數(shù)：要使用外部中斷，必須先對(duì)它進(jìn)行配置。EXTI初始化代碼如下voidMy_EXTI_Init(void){NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);//使能時(shí)鐘GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource2);//選擇GPIOE2管腳用作外部中斷線路GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource3);//選擇GPIOE3管腳用作外部中斷線路GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource4);//選擇GPIOE4管腳用作外部中斷線路GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);//選擇GPIOA0管腳用作外部中斷線路//EXTI0NVIC配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI0_IRQn;//EXTI0中斷通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//搶占優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//子優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器//EXTI2NVIC配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI2_IRQn;//EXTI2中斷通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//搶占優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=2;//子優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器//EXTI3NVIC配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI3_IRQn;//EXTI3中斷通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//搶占優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;//子優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器//EXTI4NVIC配置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn;//EXTI4中斷通道NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2;//搶占優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;//子優(yōu)先級(jí)NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//根據(jù)指定的參數(shù)初始化NVIC寄存器EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line2|EXTI_Line3|EXTI_Line4;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);}（2）編寫EXTI中斷服務(wù)函數(shù)初始化EXTI后，中斷就已經(jīng)開啟了，當(dāng)任意按鍵按下后會(huì)觸發(fā)一次中斷，這時(shí)程