中断系统与基本应用

1. 中断概述

中断是一种重要的机制，允许微控制器在特定事件（如外部信号、硬件异常等）发生时，暂停正在执行的主程序，转而执行相应的中断服务程序（ISR），以便及时处理紧急或高优先级的任务。
STM32F103 提供了丰富的中断源，包括 外部中断（如按键、中断引脚）和 内部中断（如定时器溢出、串口接收）。它具有灵活的中断优先级管理系统，允许开发者根据需要设置中断的抢占优先级和子优先级。

2. 中断的配置步骤

在使用中断时，需要按照以下步骤进行配置：

使能相关外设时钟：确保所使用的 GPIO、AFIO（Alternate Function I/O）以及其他相关外设的时钟已开启。
```
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
```

配置中断源：设置对应引脚的工作模式和中断触发条件，如上升沿、下降沿等。

配置 GPIO 引脚模式：将需要作为中断源的引脚配置为输入模式。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

GPIO 与 EXTI 线映射：将 GPIO 引脚映射到对应的 EXTI 线。
```
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);
```

配置 EXTI（外部中断/事件线路）：设置 EXTI 线路的模式、触发方式等。

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

初始化 NVIC（嵌套向量中断控制器）：设置中断通道的抢占优先级和子优先级，并使能中断。

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // 中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; // 抢占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02; // 子优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

编写中断服务函数（ISR）：在中断服务函数中，编写处理中断事件的代码，并清除中断标志位。

void EXTI0_IRQHandler(void) {
   if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
       // 处理中断事件，例如切换 LED 状态
       // ...

       // 清除中断标志位
       EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
   }
}

3. 示例：外部按键中断

下面的示例演示了如何配置一个外部中断，用于检测按键按下事件。当连接在 PA0 引脚的按键被按下时，触发中断服务函数，在其中可以执行相应的操作。

完整代码示例

#include "stm32f10x.h"

// 初始化外部中断
void EXTI0_Init(void) {
    // 1. 使能相关时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

    // 2. 配置 GPIOA Pin0 为上拉输入模式（连接按键）
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    // 3. GPIO 与 EXTI 线映射
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

    // 4. 配置 EXTI 线
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    // 5. 配置 NVIC
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // 中断通道
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; // 抢占优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02; // 子优先级
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// 中断服务函数
void EXTI0_IRQHandler(void) {
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
        // 处理中断事件，例如点亮或熄灭 LED
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, (BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_13)));

        // 清除中断标志位
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

int main(void) {
    // 初始化 LED（假设连接在 PC13）
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; // 推挽输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); // 初始化为熄灭状态

    EXTI0_Init(); // 初始化外部中断

    while (1) {
        // 主循环，可以执行其他任务
    }
}

代码说明

主函数：初始化了 LED 灯（连接在 PC13）和外部中断。主循环中没有其他操作，所有任务都在中断中处理。
EXTI0_Init 函数：
- 时钟使能：开启了 GPIOA 和 AFIO 的时钟。
- GPIO 配置：将 PA0 配置为上拉输入模式，连接按键。按键未按下时，PA0 为高电平，按下时接地为低电平。
- EXTI 配置：将 PA0 映射到 EXTI_Line0，设置为下降沿触发，即按键按下时触发中断。
- NVIC 配置：设置 EXTI0 的中断优先级并使能。
中断服务函数：在 EXTI0_IRQHandler 函数中，先判断是否是 EXTI_Line0 触发的中断，然后反转 LED 的状态，最后清除中断标志位。

4. 注意事项

防抖处理：机械按键在按下和释放时可能产生抖动，导致中断多次触发。可以在中断服务函数中加入延时，或使用定时器进行消抖处理。
中断优先级：合理设置中断的抢占优先级和子优先级，确保高优先级的中断能够及时响应。
中断嵌套：STM32F103 支持中断嵌套，在编写中断服务函数时，要注意可能的嵌套情况，防止堆栈溢出。
中断服务函数简洁：ISR 应尽量简短，只处理必要的任务，避免在中断中执行耗时操作。

stm32-中断系统

中断系统与基本应用

1. 中断概述

2. 中断的配置步骤

3. 示例：外部按键中断

完整代码示例

代码说明

4. 注意事项

stm32-GPIO使用

stm32-定时器与PWM

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