介绍STM32 IO口中断的一些基础概念

　　一 外部中断简介
　　首先要说明的是，外部中断如同串口中断，是一个级别的。我们可以在 stm32f10x.h 中找到每个中断对应的名字（在IRQn_Type 这个结构体里面包含了F103 系列全部的异常（中断）声明）。在STM32中文参考手册第九章也详细列出了各个中断名字。例如 USART1_IRQn 是串口中断，EXTI0_IRQn是外部中断线0中断。
　　这里我们首先介绍STM32 IO 口中断的一些基础概念。 STM32 的每个 IO 都可以作为外部中断的中断输入口 ，这点 也是 STM32 的强大之处 。 STM32 F103 的 中断 控制器支持 19 个外部中断事件请求。每个中断设有状态位，每个中断 事件都有独立的触发和屏 蔽设置。 STM32 F103 的19 个外部中断为：
　　线0~15 ：对应外部 IO 口的输入中断。
　　线16 ：连接到 PVD 输出。
　　线17 ：连接到 RTC 闹钟事件。
　　线18 ：连接到 USB 唤醒事件。
　　从上面可以看出，STM32 供 IO 口使用的中断 线 只有 16 个，但是 STM32 的 IO 口却远远不止 16 个，那么 STM32 是怎么把 16 个中断线和 IO 口一一对应起来的呢？ 于是 STM32 就这样设计， GPIO 的管脚 GPIOx.0-GPIOx.15（x=A，B，C，D，E F，G 分别对应中断线 0~ 15 。这样每个中断线对应了最多 7个IO口，以线0为例，它对应了GPIOA.0 、 GPIOB.0 、 GPIOC.0 、 GPIOD.0 、GPIOE.0 、GPIOF.0 、GPIOG.0。
　　重点是中断线每次只能连接到 1 个 IO 口上，这样就需要通过配置来决定对应的中断线配置到哪个GPIO上了。 下面我们看看 GPIO 跟中断线的映射关系图：
　　
　　2 相关库函数
　　本章使用的模块主要是stm32f10x_exit.c和stm32f10x_exit.h
　　2.1 配置中断线映射关系的函数GPIO_EXTILineConfig
　　中断线每次只能连接到 1 个 IO 口上，这样就需要通过配置来决定对应的中断线配置到哪个GPIO上了。
　　在库函数中，配置GPIO 与中断线的映射关系的函数 GPIO_EXTILineConfig（） 来实现的：
　　void GPIO_EXTILineConfig（uint8_t GPIO_PortSource， uint8_t GPIO_PinSource）；
　　该函数将GPIO 端口与中断线映射起来，使用范例是：
　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOE，GPIO_PinSource2）;
　　将中断线2 与 GPIOE 映射起来，那么很显然是 GPIOE.2 与 EXTI2 中断线连接了。
　　2.2 中断线上中断的初始化函数 EXTI_Init
　　EXTI_Ini t（） 函数的定义是：
　　void EXTI_Init（EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct）;
　　我们来看看结构体 EXTI_InitTypeDef 的成员变量：
　　typedef struct
　　uint32_t EXTI_Line;
　　EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;
　　EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger;
　　FunctionalState EXTI_LineCmd;
　　}EXTI_InitTypeDef；
　　从定义可以看出，有4 个参数需要设置。 第一个参数是中断线的标号，取值范围为EXTI_Line0~EXTI_Line15 。这个在上面已经讲过中断线的概念。 也就是说，这个函数配置的是某个中断线上的中断参数。 第 二个参数是中断模式，可选值为中断 EXTI_Mode_Interrupt和事件 EXTI_Mode_Event 。第三个参数是触发方式，可以是下降沿触发 EXTI_Trigger_Falling ，上升沿触发 EXTI_Trigger_Rising ，或者任意电平 （上升沿和下降沿 触发EXTI_Trigger_Rising_Falling
　　。 最后一个参数就是使能中断线了。
　　下面我们用一个使用范例来说明这个函数的使用
　　EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Trigg er = EXTI_Trigger_Falling;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
　　EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）; //根据 EXTI_InitStruct 中指定的
　　//参数初始化外设 EXTI 寄存器
　　2.3 NVIC 函数设置中断优先级
　　我们设置好中断线和 GPIO 映射关系，然后又设置好了中断的触发模式等初始化参数。 既然是外部中断， 涉及到中断 我们当然 还要 设置 NVIC 中断优先级。 这个在前面已经讲解过。
　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; 使能按键外部中断通道
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; 抢占优先级 2
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IR QChannelSubPriority = 0x02; 子优先级 2
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 使能外部中断通道
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）; 中断优先级 分组 初始化
　　2.4 中断服务函数
　　我们配置完中断优先级之后，接着我们要做的就是编写中断 服务函数。中断服务函数的名字是在 MDK 中 事 先 有定义的。 这里需要说明一下， STM32 的 IO 口外部中断函数只有 6 个，分别为：
　　EXPORT EXTI0_IRQHandler
　　EXPORT EXTI1_IRQHandler
　　EXPORT EXTI2_IRQHandler
　　EXPORT EXTI3_IRQHandler
　　EXPORT EXTI4_IRQHandler
　　EXPORT EXTI9_5_IRQHandler
　　EXPORT EXTI15_10_IRQHandler
　　事实上，中断服务函数貌似是与IRQn_Type 这个结构体里面对应的。
　　在编写中断服务函数的时候会经常使用到两个函数， 第一个函数是判断是否是某个中断线上的中断发生了 （标志位是否置位），因为任何外部中断都会触发中断服务程序，所以要先判断是哪个外部中断。
　　ITStatus EXTI_GetITStatus（uint32_t EXTI_Line）；
　　这个函数一般使用在中断服务函数的开头判断中断是否发生。
　　另一个函数是清除某个中断线上的中断标志位，这个函数一般应用在中断服务函数结束之前，清除中断标志位：
　　void EXTI_ClearITPendingBit（uint32_t EXTI_Line）；
　　常用的中断服务函数格式为：
　　void EXTI 3 _IRQHandler（void）
　　{
　　if（EXTI_GetITStatus（EXTI_Line3）！=RESET） //判断某个线上 的中断是否发生
　　{
　　中断逻辑。..
　　EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line3）; // 清除 LINE 上的中断标志位
　　}
　　}
　　在这里需要说明一下，固件库还提供了两个函数用来判断外部中断状态以及清除外部状态标志位的函数EXTI_GetFlagStatus 和 EXTI_ClearFlag ，他们的作用和前面两个函数的作用类似。只是在 EXTI_GetITStatus 函数中会先判断这种中断是否使能，使能了才去判断中断标志位，而EXTI_GetFlagStatus 直接用来判断状态标志位。
　　3 使用IO口外部中断的步骤
　　使用 IO 口外部中断的一般步骤：
　　1 初始化IO口为输入。
　　2 开启AFIO时钟
　　3 设置 IO 口与中断线的映射关系。
　　4 初始化线上中断， 设置触发条件 等 。
　　5 配置中断分组（ NVIC ），并使能中断。
　　6 编写中断服务函数。
　　4 项目
　　我们使用的是中断来检测按键，还是WK_UP 控制蜂鸣器，按一次叫，再按一次停；KEY2 控制 DS0 ，按一次亮，再按一次灭 ；KEY1控制DS1 ，效果同KEY2；KEY0 则同时控制 DS0 和 DS1 ，按一次，他们的状态就翻转一次。
　　exit.c文件总共包含 5 个函数。一个是外部中断初始化函数 void EXTIX_Init（void） void），另外 4个都是中断服务函数。
　　void EXTI0_IRQHandler（void）是外部中断 0 的服务函数，负责 WK_UP 按键的中断检测；
　　void EXTI2 _IRQHandler（void）是外部中断 2 的服务函数，负责 KEY2 按键的中断检测；
　　void EXTI3 _IRQHandler（void）是外部中断 3 的服务函数，负责 KEY1 按键的中断检测；
　　void EXTI4 _IRQHandler（void）是外部中断 4 的服务函数，负责 KEY0 按键的中断检测；
　　#include “exti.h”
　　#include “led.h”
　　#include “key.h”
　　#include “delay.h”
　　#include “usart.h”
　　#include “beep.h”
　　//外部中断0服务程序
　　void EXTIX_Init（void）
　　{
　　EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
　　NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
　　KEY_Init（）; // 按键端口初始化
　　RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_AFIO，ENABLE）; //使能复用功能时钟
　　//GPIOE.2 中断线以及终端初始化配置 下降沿触发
　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOE，GPIO_PinSource2）;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line2; //KEY2
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
　　EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）; //根据EXYI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
　　//GPIOE.3 中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 KEY1
　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOE，GPIO_PinSource3）;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line3;
　　EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）;
　　//GPIOE.4 中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 KEY0
　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOE，GPIO_PinSource4）;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line4;
　　EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）;
　　//GPIOA.0 中断线以及中断初始化配置 下降沿触发 PA0 WK_UP
　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOA，GPIO_PinSource0）;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;
　　EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
　　EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //使能按键WK_UP所在的外部中断通道
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //使能按键KEY2所在的外部中断通道
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn; //使能按键KEY1所在的外部中断通道
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQn; //使能按键KEY0所在的外部中断通道
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x00;
　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）;
　　}
　　//外部中断0服务程序
　　void EXTI0_IRQHandler（void）
　　{
　　delay_ms（10）;//消抖
　　if（WK_UP==1） //WK_UP按键
　　{
　　BEEP=！BEEP;
　　}
　　EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line0）; //清除LINE0上的中断标志位
　　}
　　//外部中断2服务程序
　　void EXTI2_IRQHandler（void）
　　{
　　delay_ms（10）;//消抖
　　if（KEY2==0）
　　{
　　LED0=！LED0;
　　}
　　EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line2）; //清除LINE2上的中断标志位
　　}
　　//外部中断3服务程序
　　void EXTI3_IRQHandler（void）
　　{
　　delay_ms（10）;
　　if（KEY1==0）
　　{
　　LED1=！LED1;
　　}
　　EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line3）; //清除LINE3上的中断标志位
　　}
　　void EXTI4_IRQHandler（void）
　　{
　　delay_ms（10）;
　　if（KEY0==0）
　　{
　　LED0=！LED0;
　　LED1=！LED1;
　　}
　　EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line4）;
　　}
　　外部中断初始化函数void EXTIX_Init（void） void），该函数严格按照我们之前的步骤来初始化外部中断， 首先调用 KEY_Init 函数 ，利用第八章按键初始化函数，来初始化外部中断输入的 IO口， 接着调用 RCC_APB2Peri phClockCmd 函数来使能复用功能时钟 。 接着配置中断线和 GPIO的映射关系， 然后 初始化中断线。 需要说明的是因为我们的 WK_UP 按键是高电平有效 的，而KEY0 、 KEY1 和 KEY2 是低电平有效的，所以我们设置 WK_UP 为上升沿触发中断， 而 KEY0 、KEY1 和 KEY2 则设置为下降沿触发。 这里我们把所有中断都分配到第二组，把按键的抢占优先级设置成一样，而子优先级不同， 这四个按键， KEY0 的 优先级 最高 。接下来我们介绍各个按键的中断服务函数 ，一共 4 个 。先看 按键 KEY2 的中断服务函数 void EXTI2_IRQ Handler （ void），该函数代码比较简单，先延时 10ms 以消抖，再检测 KEY2 是否还是为 低 电平，如果是，则执行此次操作（ 翻转 LED0 控制信号 ），如果不是，则直接跳过，在最后有一句EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line2）; 通过该句清除已经发生的中断请求。
　　接下来看main.c里面的内容：
　　#include “led.
　　#include ”delay.
　　#include “key.
　　#include ”sys.
　　#include “usart.
　　#include ”exti.
　　#include “beep.
　　int main（void）
　　{
　　delay_init（）; //延时函数初始化
　　NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_2）; //设置 NVIC 中断分组 2
　　uart_init（115200） //串口初始化 波特率 为 115200
　　LED_Init（）; //初始化与 LED 连接的硬件接口
　　BEEP_Init（）; //初始化蜂鸣器端口
　　KEY_Init（）; //初始化与按键连接的硬件接口
　　EXTIX_Init（）; //外部中断初始化
　　LED0=0; //点亮 LED0
　　while（1）
　　{
　　printf（”OK r n“）; //打印 OK
　　delay_ms（1000）;
　　}
　　}