中断作为单片机开发必须掌握的内容,它能够在不搭载操作系统的情况下让我们体验多任务处理的快感,保证了高优先级任务的实时性,同时系统中断也能够提供给用户在核心发生错误之后进行处理的机会。STM32F103系列单片机中断非常强大,每个外设都可以产生中断,F103 在内核基础上搭载了一个中断响应系统, 支持为数众多的系统中断和外部中断。
本篇文章介绍了在STM32平台实现摁键中断控制LED亮灭以及定时器中断控制LED灯周期亮灭的功能。文章首先系统的介绍了中断有关的概念,然后通过摁键以及定时器两个实例带领读者直观的了解中断的作用。
下面介绍一些中断的概念,这些概念依托于STM32平台,不同的芯片平台会有出入。
EXTI(External interrupt/event controller):外部中断/事件控制器,管理了控制器的 20个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器,可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。 EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置,可以单独配置为中断或者事件,以及触发事件的属性。
实现流程大体分为以下三个部分:
定时器(Timer)最基本的功能就是定时了,本例我们使用的是通用定时器,它的时钟源经过以下路径计算得到:SYSCLK经过PLL的得到为72M,AHB时钟 =SYSCLK,APB1时钟=72M/2=36M,最终CK_INT的时钟频率倍频两倍为72M. 计数器的最终的频率还需要经过PSC预分频计算才能得到,基本定时器计数过程主要涉及到三个寄存器内容,分别是计数器寄存器(TIMx_CNT)、预分频器寄存器(TIMx_PSC)、自动重载寄存器(TIMx_ARR),这三个寄存器都是 16 位有效数字,即可设置值为 0至 65535。
定时事件生成时间主要由 TIMx_PSC 和 TIMx_ARR两个寄存器值决定,这个也就是定时器的周期。比如我们需要一个 1s周期的定时器,具体这两个寄存器值该如何设置? 假设,我们先设置 TIMx_ARR寄存器值为 9999,即当 TIMx_CNT从 0开始计算,刚好等于 9999时生成事件,总共计数 10000次,那么如果此时时钟源周期为 100us即可得到刚好 1s的定时周期。 接下来问题就是设置 TIMx_PSC寄存器值使得 CK_CNT 输出为 100us 周期(10000Hz)的时钟。预分频器的输入时钟 CK_PSC为 90MHz,所以设置预分频器值为(9000-1)即可满足。
- static void NVIC_Config(void) /* 主要是配置中断源的优先级与打开使能中断通道 */
- {
- NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct ;
-
- /* 配置中断优先级分组(设置抢占优先级和子优先级的分配),在函数在misc.c */
- NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1) ;
-
- /* 配置初始化结构体 在misc.h中 */
- /* 配置中断源 在stm32f10x.h中 */
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = KEY1_EXTI_IRQN ;
- /* 配置抢占优先级 */
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;
- /* 配置子优先级 */
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0 ;
- /* 使能中断通道 */
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
- /* 调用初始化函数 */
- NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;
-
- /* 对key2执行相同操作 */
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = KEY2_EXTI_IRQN ;
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ;
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1 ;
- NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE ;
- NVIC_Init(&NVIC_InitStruct) ;
-
- }
- void EXTI_Config() /* 主要是连接EXTI与GPIO */
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct ;
- EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct ;
-
- NVIC_Config();
-
- /* 初始化要与EXTI连接的GPIO */
- /* 开启GPIOA与GPIOC的时钟 */
- RCC_APB2PeriphClockCmd(KEY1_EXTI_GPIO_CLK | KEY2_EXTI_GPIO_CLK, ENABLE) ;
-
- GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY1_EXTI_GPIO_PIN ;
- GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
- GPIO_Init(KEY1_EXTI_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct) ;
-
- GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = KEY2_EXTI_GPIO_PIN ;
- GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING ;
- GPIO_Init(KEY2_EXTI_GPIO_PORT , &GPIO_InitStruct) ;
-
- /* 初始化EXTI外设 */
- /* EXTI的时钟要设置AFIO寄存器 */
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE) ;
- /* 选择作为EXTI线的GPIO引脚 */
- GPIO_EXTILineConfig( KEY1_GPIO_PORTSOURCE , KEY1_GPIO_PINSOURCE) ;
- /* 配置中断or事件线 */
- EXTI_InitStruct.EXTI_Line = KEY1_EXTI_LINE ;
- /* 使能EXTI线 */
- EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
- /* 配置模式:中断or事件 */
- EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt ;
- /* 配置边沿触发 上升or下降 */
- EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising ;
- EXTI_Init(&EXTI_InitStruct) ;
-
- GPIO_EXTILineConfig( KEY2_GPIO_PORTSOURCE , KEY2_GPIO_PINSOURCE) ;
- EXTI_InitStruct.EXTI_Line = KEY2_EXTI_LINE ;
- EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE ;
- EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt ;
- EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling ;
- EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
- }
- void EXTI0_IRQHandler(void)
- {
- if( EXTI_GetITStatus(KEY1_EXTI_LINE)!=RESET)
- {
- LED1_TOGGLE; //LED1的亮灭状态反转
- }
-
- EXTI_ClearITPendingBit(KEY1_EXTI_LINE);
-
- }
-
-
- void EXTI15_10_IRQHandler(void)
- {
- if( EXTI_GetITStatus(KEY2_EXTI_LINE)!=RESET)
- {
- LED2_TOGGLE; //LED2的亮灭状态反转
- }
-
- EXTI_ClearITPendingBit(KEY2_EXTI_LINE);
-
- }
- /
- #include "stm32f10x.h"
- #include "bsp_led.h"
- #include "bsp_key.h"
-
- int main(void)
- {
- LED_GPIO_Config();
- EXTI_Config();
-
- while(1)
- {
- }
- }
-
代码主要包含以下三个部分:
- //定时器初始化
- void TIM3_Int_Init()
- {
- TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
- NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
-
- RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =7199; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值 10Khz的计数频率
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 4999; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值 计数到5000为500ms
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; //设置时钟分割:TDTS = Tck_tim
- TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式
- TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
- TIM_ITConfig(TIM3, TIM_IT_Update,ENABLE);
-
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; //TIM3中断
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //先占优先级0级
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //从优先级3级
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能
- NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
- TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外设
- }
- //定时器中断服务函数
- void TIM3_IRQHandler(void) //TIM3中断
- {
- if (TIM_GetITStatus(TIM3, TIM_IT_Update) != RESET) //检查指定的TIM中断发生与否:TIM 中断源
- {
- TIM_ClearITPendingBit(TIM3, TIM_IT_Update ); //清除TIMx的中断待处理位:TIM 中断源
- LED1=!LED1;
- }
- }
- //主函数
- int main(void)
- {
- delay_init(); //延时函数初始化
- NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2
- LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口
- TIM3_Int_Init(); //10Khz的计数频率,计数到5000为500ms
- while(1)
- {
- LED0=!LED0;
- delay_ms(200);
- }
- }
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