教學(xué)課件 7-按鍵中斷

項目三中斷系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)1按鍵中斷項目三中斷系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)1任務(wù)2任務(wù)3按鍵中斷定時器中斷PWM脈寬調(diào)制知識目標：1．知道STM32中斷控制機制；2．知道NVIC中斷優(yōu)先級。技能目標：1.會進行NVIC中斷優(yōu)先級設(shè)置。2.會外部中斷的編程方法；素養(yǎng)目標：1．操作規(guī)范，符合5S管理要求；2．具備自主探究、勤學(xué)好問的態(tài)度。學(xué)習(xí)目標設(shè)計要求利用STM32中斷系統(tǒng)控制KEY0鍵，要求：第一次按下KEY0鍵，LED0燈點亮，第二次按下LED0鍵燈熄滅，依次進行，編寫控制程序并進行系統(tǒng)調(diào)試。硬件設(shè)計硬件連接：

知識導(dǎo)航外設(shè)在作好進行一次數(shù)據(jù)輸入輸出準備后，產(chǎn)生一個信號給微處理器請求傳輸數(shù)據(jù)，這個信號叫中斷請求。引起中斷的原因，或者中斷請求信號的來源稱為中斷源。微處理器若可以進行數(shù)據(jù)傳輸，則響應(yīng)中斷請求信號，停止當前正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)向?qū)υ撏庠O(shè)進行新的輸入輸出操作，稱為中斷響應(yīng)。對外設(shè)進行新的輸入輸出操作所執(zhí)行的程序稱為中斷服務(wù)程序。處理完中斷服務(wù)程序后返回原來執(zhí)行的程序繼續(xù)執(zhí)行，稱為中斷返回。知識導(dǎo)航

STM32中斷系統(tǒng)CM3內(nèi)核支持256個中斷，其中包含16個內(nèi)核中斷和240個外部中斷，并且具有256級的可編程中斷設(shè)置。STM32沒有使用CM3內(nèi)核的全部東西，而只用了它的一部分。STM32有84個中斷，包括16個內(nèi)核中斷和68個可屏蔽中斷，具有16級可編程的中斷優(yōu)先級。STM32F103系列只有60個可屏蔽中斷（107系列才有68個）。知識導(dǎo)航《STM32中文參考手冊》知識導(dǎo)航注意：STM32的中斷通道（中斷線）可能會由多個中斷源公用，這就意味著某一個中斷服務(wù)函數(shù)也可能會被多個中斷源所共用。知識導(dǎo)航幾十個中斷，怎么管理？知識導(dǎo)航

NVIC簡介NVIC全稱：嵌套向量中斷控制器。

NVIC對中斷進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和控制，其最主要的工作就是控制中斷通道開放與否，以及確定中斷的優(yōu)先級。優(yōu)先級的數(shù)值越小，則優(yōu)先級越高。知識導(dǎo)航STM32的中斷優(yōu)先級STM32內(nèi)核有兩個中斷優(yōu)先級，分別是搶占優(yōu)先級（也稱為主優(yōu)先級）和響應(yīng)優(yōu)先級（也稱為從優(yōu)先級），每個中斷源都需要被指定這兩種中斷優(yōu)先級。具有高搶占優(yōu)先級的中斷，可以在具有低搶占優(yōu)先級的中斷處理過程中被響應(yīng)，即中斷嵌套。知識導(dǎo)航中斷管理方法對STM32中斷進行分組，組0~4。對每個中斷設(shè)置一個搶占優(yōu)先級和一個響應(yīng)優(yōu)先級值。分組配置是在寄存器SCB->AIRCR中配置。組AIRCR[10：8]IP[7：4]分配情況分配結(jié)果01110：40位搶占優(yōu)先級，4位響應(yīng)優(yōu)先級11101：31位搶占優(yōu)先級，3位響應(yīng)優(yōu)先級21012：22位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級31003：13位搶占優(yōu)先級，1位響應(yīng)優(yōu)先級40114：04位搶占優(yōu)先級，0位響應(yīng)優(yōu)先級知識導(dǎo)航搶占優(yōu)先級&響應(yīng)優(yōu)先級區(qū)別高優(yōu)先級的搶占優(yōu)先級是可以打斷正在進行的低搶占優(yōu)先級的中斷。搶占優(yōu)先級相同的中斷，高響應(yīng)優(yōu)先級不可以打斷低響應(yīng)優(yōu)先級的中斷。搶占優(yōu)先級相同的中斷，當兩個中斷同時發(fā)生的情況下，哪個響應(yīng)優(yōu)先級高，哪個先執(zhí)行。如果兩個中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級都是一樣的話，則看哪個中斷先發(fā)生就先執(zhí)行。知識導(dǎo)航舉例假定設(shè)置中斷優(yōu)先級組為2，然后設(shè)置中斷3(RTC中斷)的搶占優(yōu)先級為2，響應(yīng)優(yōu)先級為1；中斷6（外部中斷0）的搶占優(yōu)先級為3，響應(yīng)優(yōu)先級為0；中斷7（外部中斷1）的搶占優(yōu)先級為2，響應(yīng)優(yōu)先級為0。則這3個中斷的優(yōu)先級順序為：中斷7>中斷3>中斷6。知識導(dǎo)航特別說明

一般情況下，系統(tǒng)代碼執(zhí)行過程中，只設(shè)置一次中斷優(yōu)先級分組。知識導(dǎo)航中斷優(yōu)先級分組函數(shù)（misc.c）函數(shù)原型：voidNVIC_PriorityGroupConfig(u32NVIC_PriorityGroup)函數(shù)功能：設(shè)置優(yōu)先級分組。參數(shù)：NVIC_PriorityGroup優(yōu)先級分組位長度。voidNVIC_PriorityGroupConfig(uint32_tNVIC_PriorityGroup){assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));SCB->AIRCR=AIRCR_VECTKEY_MASK|NVIC_PriorityGroup;}舉例：NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);知識導(dǎo)航NVIC_PriorityGroup值知識導(dǎo)航分組設(shè)置好之后，怎么設(shè)置單個中斷的搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級？知識導(dǎo)航中斷設(shè)置相關(guān)寄存器（core_cm3.h）__IOuint8_tIP[240];//中斷優(yōu)先級控制的寄存器組__IOuint32_tISER[8];//中斷使能寄存器組__IOuint32_tICER[8];//中斷失能寄存器組__IOuint32_tISPR[8];//中斷掛起寄存器組__IOuint32_tICPR[8];//中斷解掛寄存器組__IOuint32_tIABR[8];//中斷激活標志位寄存器組知識導(dǎo)航對于每個中斷怎么設(shè)置優(yōu)先級？中斷優(yōu)先級控制的寄存器組：IP[240]。240個8位寄存器，每個中斷使用一個寄存器來確定優(yōu)先級。STM32F10x系列一共60個可屏蔽中斷，使用IP[59]~IP[0]。每個IP寄存器的高4位用來設(shè)置搶占和響應(yīng)優(yōu)先級（根據(jù)分組），低4位沒有用到。voidNVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct)知識導(dǎo)航函數(shù)NVIC_Init

函數(shù)原型：voidNVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct)

函數(shù)功能：根據(jù)NVIC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)NVIC寄存器。NVIC_InitStruct：指向結(jié)構(gòu)NVIC_InitTypeDef的指針，包含了外設(shè)GPIO的配置信息。知識導(dǎo)航NVIC_InitTypeDef定義于文件“stm32f10x_nvic.h”typedefstruct{u8NVIC_IRQChannel;u8NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;u8NVIC_IRQChannelSubPriority;FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd;}NVIC_InitTypeDef;知識導(dǎo)航NVIC_IRQChannel該參數(shù)用以使能或者失能指定的IRQ通道。NVIC_IRQChannel描述EXTI0_IRQn外部中斷線0中斷EXTI1_IRQn外部中斷線1中斷EXTI2_IRQn外部中斷線2中斷EXTI3_IRQn外部中斷線3中斷EXTI4_IRQn外部中斷線4中斷TIM2_IRQnTIM2全局中斷TIM3_IRQnTIM3全局中斷TIM4_IRQnTIM4全局中斷知識導(dǎo)航NVIC_IRQChannelPreemptionPriority該參數(shù)設(shè)置了成員NVIC_IRQChannel中的搶占優(yōu)先級。NVIC_IRQChannelSubPriority該參數(shù)設(shè)置了成員NVIC_IRQChannel中的響應(yīng)優(yōu)先級。知識導(dǎo)航中斷使能寄存器組：ISER[8]

作用：用來使能中斷。32位寄存器，每個位控制一個中斷的使能。STM32F10x只有60個可屏蔽中斷，所以只使用了其中的ISER[0]和ISER[1]。ISER[0]的bit0~bit31分別對應(yīng)中斷0~31；ISER[1]的bit0~27對應(yīng)中斷32~59。知識導(dǎo)航中斷失能寄存器組：ICER[8]作用：用來失能中斷。32位寄存器，每個位控制一個中斷的失能。STM32F10x只有60個可屏蔽中斷，所以只使用了其中的ICER[0]和ICER[1]。ICER[0]的bit0~bit31分別對應(yīng)中斷0~31；ICER[1]的bit0~27對應(yīng)中斷32~59。知識導(dǎo)航NVIC_IRQChannelCmd該參數(shù)指定了在成員NVIC_IRQChannel中定義的IRQ通道被使能還是失能。這個參數(shù)取值為ENABLE或者

DISABLE。知識導(dǎo)航中斷參數(shù)初始化NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI2_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0x0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0x0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);知識導(dǎo)航

外部中斷概述STM32每一個GPIO引腳都可以作為外部中斷的中斷輸入口，也就是都能配置成一個外部中斷觸發(fā)源。STM32F103中斷控制器支持19個外部中斷（對于互聯(lián)型產(chǎn)品是20個）事件請求。線0~15：對應(yīng)外部IO口的輸入中斷。線16：連接到PVD（可編程電壓監(jiān)測器）輸出。線17：連接到RTC鬧鐘事件。線18：連接到USB喚醒事件。每個外部中斷線可以獨立的配置觸發(fā)方式（上升沿、下降沿或者雙邊沿觸發(fā)）、使能/屏蔽。知識導(dǎo)航STM32根據(jù)GPIO端口的引腳序號不同，把不同GPIO端口、同一個序號的引腳組成一組，每組對應(yīng)一個外部中斷源（即中斷線）EXTIx（x:0-15）。比如：PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0為第一組，依此類推，我們就能將眾多中斷觸發(fā)源分成16組。GPIO與外部中斷的映射關(guān)系如圖所示。知識導(dǎo)航函數(shù)GPIO_EXTILineConfig函數(shù)原型：voidGPIO_EXTILineConfig(u8GPIO_PortSource,u8GPIO_PinSource)函數(shù)功能：連接外部中斷線到指定GPIO端口。參數(shù)1：指定的GPIO端口。參數(shù)2：待設(shè)置的外部中斷線路。例如：GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource2);知識導(dǎo)航函數(shù)EXTI_Init函數(shù)原型：voidEXTI_Init(EXTI_InitTypeDef*EXTI_InitStruct)函數(shù)功能：根據(jù)EXTI_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外部中斷。參數(shù)：指向結(jié)構(gòu)EXTI_InitTypeDef的指針，包含了外設(shè)EXTI的配置信息。知識導(dǎo)航EXTI_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體typedefstruct{uint32_tEXTI_Line;//指定要配置的中斷線

EXTIMode_TypeDefEXTI_Mode;//模式：事件OR中斷

EXTITrigger_TypeDefEXTI_Trigger;//觸發(fā)方式

FunctionalStateEXTI_LineCmd;//使能或失能}EXTI_InitTypeDef;知識導(dǎo)航EXTI_Line：選擇待使能或者失能的外部線路。知識導(dǎo)航EXTI_Mode：設(shè)置被使能線路的模式。知識導(dǎo)航EXTI_Trigger：設(shè)置被使能線路的觸發(fā)方式。知識導(dǎo)航EXTI_LineCmd用來定義選中線路的狀態(tài)?？杀辉O(shè)為ENABLE或者DISABLE。知識導(dǎo)航實例EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line2; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);知識導(dǎo)航中斷服務(wù)函數(shù)完成中斷初始化以及配置好中斷優(yōu)先級之后，接著編寫中斷服務(wù)函數(shù)。知識導(dǎo)航是不是16個中斷線就可以分配16個中斷服務(wù)函數(shù)呢？IO外部中斷在中斷向量表中只分配了7個中斷向量，只能使用7個中斷服務(wù)函數(shù)。外部中斷線5~9分配一個中斷向量，共用一個服務(wù)函數(shù)；外部中斷線10~15分配一個中斷向量，共用一個中斷服務(wù)函數(shù)。知識導(dǎo)航中斷服務(wù)函數(shù)EXTI0_IRQHandlerEXTI1_IRQHandlerEXTI2_IRQHandlerEXTI3_IRQHandlerEXTI4_IRQHandlerEXTI9_5_IRQHandlerEXTI15_10_IRQHandler知識導(dǎo)航常用的中斷服務(wù)函數(shù)格式voidEXTI2_IRQHandler(void){if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2)!=RESET)//判斷某個線上的中斷是否發(fā)生

{中斷邏輯……EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);//清除中斷標志位} }知識導(dǎo)航函數(shù)EXTI_GetITStatus函數(shù)原型：ITStatusEXTI_GetITStatus(u32EXTI_Line)函數(shù)功能：用于判斷中斷是否發(fā)生。參數(shù)：所用的中斷線。返回值：EXTI_Line的新狀態(tài)（SET或者RESET）。知識導(dǎo)航