1. 按鍵如何觸發(fā)中斷

我們從一個(gè)例程看一下，如何用一個(gè)GPIO引腳來(lái)觸發(fā)中斷，來(lái)控制另一個(gè)引腳的翻轉(zhuǎn)去控制LED指示燈。

我們用 Keil 打開下面這個(gè)工程：

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesGPIOGPIO_EXTIMDK-ARMProject.uvprojx

編譯下載運(yùn)行此代碼，然后按壓 B1 USER 這個(gè)按鍵，每一次按壓會(huì)觸發(fā)板上一個(gè)LED燈翻轉(zhuǎn)一次。這個(gè)功能也很簡(jiǎn)單，但它牽涉到的東西卻不少。看一下代碼：

上一篇文章講了如何翻轉(zhuǎn)GPIO引腳，所以現(xiàn)在我們只關(guān)注一下如何用一個(gè)引腳觸發(fā)中斷吧。main()函數(shù)里調(diào)用了一個(gè)外部中斷模塊(EXTI)初始化后就進(jìn)入while循環(huán)了。

我們?cè)谙旅婵梢哉业竭@個(gè)初始化函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。它調(diào)用HAL庫(kù)函數(shù)對(duì)按鍵連接的引腳PC13做了初始化，把此引腳初始化為能觸發(fā)中斷的模式。

初始化函數(shù)的下面是一個(gè)回調(diào)函數(shù)(Callback Function)。在此函數(shù)中翻轉(zhuǎn)了連接LED的引腳。我們接下來(lái)分別講一下這個(gè)回調(diào)函數(shù)和如何把一個(gè)GPIO引腳初始化為中斷模式。

2. 回調(diào)函數(shù)

回調(diào)函數(shù)這個(gè)概念，解釋可以說(shuō)五花八門，什么原因呢？因?yàn)檫@好像不是一句自然(人)語(yǔ)言(話)。咱們還是打個(gè)比方好理解一些。

好比你在廚房做菜，突然發(fā)現(xiàn)醬油沒(méi)了。你叫你兒子去給你打醬油，兒子就是你的驅(qū)動(dòng)。兒子聽到你的召喚，說(shuō)：行啊，老爸，但你得先給我點(diǎn)錢啊！你看，兒子這就是回調(diào)(Callback)。一會(huì)兒兒子打醬油回來(lái)了，然后把醬油交給你，這也是回調(diào)。

那我們回到程序，看一下應(yīng)用程序(Application)，驅(qū)動(dòng)(Driver)和回調(diào)函數(shù)(Callback Function)是什么關(guān)系。如果應(yīng)用程序調(diào)用一個(gè)驅(qū)動(dòng)，這個(gè)驅(qū)動(dòng)在執(zhí)行前先調(diào)用一個(gè)函數(shù)來(lái)獲取一些參數(shù)，而這些參數(shù)需要由應(yīng)用程序提供，所以此函數(shù)位于應(yīng)用層，它就是一個(gè)回調(diào)函數(shù)。還有一種情況就是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行完畢，通過(guò)調(diào)用應(yīng)用層的一個(gè)函數(shù)返回結(jié)果，或通知應(yīng)用層執(zhí)行完畢，此函數(shù)也是回調(diào)函數(shù)。

下面就是從中斷發(fā)生，一直到應(yīng)用層的回調(diào)路徑：

B1 USER 按鍵(連接至PC13引腳)按下，中斷發(fā)生EXTI4_15_IRQHandler ? ? <-startup_stm32f030x8.sEXTI4_15_IRQHandler(void) ? ? <-stm32f0xx_it.cHAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin) ? ? <- stm32f0xx_hal_gpio.c

HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) ? ? <-main.c

那么如何才能讓PC13觸發(fā)這個(gè)中斷呢？

3. GPIO中斷引腳配置

MCU是如何把一個(gè)引腳電平的變化和一個(gè)中斷聯(lián)系起來(lái)的呢？我們馬上想到給每個(gè)GPIO引腳分配一個(gè)中斷向量就好了。當(dāng)一個(gè)引腳電平變化，馬上就可以跳轉(zhuǎn)到自己對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序。這確實(shí)是最簡(jiǎn)單的辦法，但MCU一般都有幾十個(gè)引腳，如果這樣做像M0這種內(nèi)核只支持32個(gè)外部中斷，根本就不夠用的。所以我們看STM32F030僅支持16個(gè)外部中斷，又在中斷向量表中進(jìn)一步縮減為3個(gè)中斷向量。

RM0360 STM32F030 Reference manual

外部中斷0至15

0，1對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量(5號(hào)中斷)；

2，3對(duì)應(yīng)一個(gè)(6號(hào)中斷)；

4至15對(duì)應(yīng)一個(gè)(7號(hào)中斷)。

STM32F030的16個(gè)外部中斷是如何對(duì)應(yīng)到各個(gè)引腳上的呢？

這就要通過(guò) EXTI (Extended interrupts and events controller)這個(gè)模塊。它除了可以完成中斷引腳的選擇(映射)，還可以配置是上升沿還是下降沿觸發(fā)，也可以屏蔽(Mask)某個(gè)引腳。下面的示意圖簡(jiǎn)要的顯示了這種關(guān)系。

大家注意，圖中這些模塊雖然都在一個(gè)芯片內(nèi)，但是EXTI是芯片級(jí)模塊，NVIC是在M0內(nèi)核之中。

相關(guān)寄存器介紹：

一共有4個(gè)這樣的寄存器：

SYSCFG_EXTICR1，SYSCFG_EXTICR2，SYSCFG_EXTICR3，SYSCFG_EXTICR4

每一個(gè)寄存器對(duì)應(yīng)著4個(gè)引腳的選擇。下面的這些寄存器都有 32 bits (Bit31 - Bit0)，每一個(gè)bit對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷。

EXTI_IMR (Interrupt mask register)

0: 屏蔽所對(duì)應(yīng)的中斷。1: 允許對(duì)應(yīng)中斷。

EXTI_RTSR (Rising trigger selection register)

0: 禁止上升沿觸發(fā)。1: 使能上升沿觸發(fā)。

EXTI_FTSR (Falling trigger selection register)

0: 禁止下降沿觸發(fā)。1: 使能下降沿觸發(fā)。

如果上升沿和下降沿都設(shè)置為1，那么在上升沿和下降沿都會(huì)觸發(fā)中斷。

EXTI_PR (Pending register)

0: 沒(méi)有中斷請(qǐng)求。1: 有中斷請(qǐng)求。

當(dāng)中斷發(fā)生使此寄存器某一位被置1后，在此位寫入1可以清除此標(biāo)志位。

現(xiàn)在大家再返回去，理解代碼就會(huì)容易一些了。


審核編輯：劉清