如何采用中断模式进行点灯和串口通信编程？

一、中断简介

1.中断概念

整个中断过程分为三步
1.中断发生：当CPU在处理某一事件A时， 发生了另一事件B，请求CPU迅速去处理
2.中断处理：CPU暂停当前的工作，转去处理事件B
3.中断返回：当CPU将事件B处理完毕后，再回到事件A中被暂停的地方继续处理事件A
中断程序执行过程示意图：

中断响应过程：

2.中断的作用

中断有4个方面的作用
1.速度匹配：可以解决快速的CPU与慢速的外部设备之间传送数据的矛盾
2.分时操作：CPU可以分时为多个外部设备服务,提高计算机的利用率
3.实时响应：CPU能够及时处理应用系统的随机事件， 增强系统的实时性
4.可靠性高：CPU可以处理设备故障及掉电等突发事件，提高系统可靠性
3.中断优先级

1.多个中断同时出现时，处理器先响应高优先级的中断
2.低优先级中断的ISR执行时，可以被高优先级中断再次打断
3.ISR比App Code拥有更高的执行优先级

二、实验题目要求

1. 题目一

用stm32F103核心板的GPIOA端一管脚接一个LED，GPIOB端口一引脚接一个开关（用杜邦线模拟代替）。采用中断模式编程，当开关接高电平时，LED亮灯；接低电平时，LED灭灯。
2. 题目二

采用串口中断方式重做上周的串口通信作业。
三、中断方式点灯

1.CubeMX工程设置

1 在主界面选择File–>New Project 或者直接点击ACCEE TO MCU SELECTOR
2 进行芯片型号选择，一般直接在左上角搜索自己的芯片型号即可。
3外设管脚设置
设置指示灯LED引脚PB5，设置引脚模式为输出模式GPIO_Output
设置按键引脚PA1，设置引脚为外部中断功能，PA1与外部中断线EXIT1连接GPIO_EXIT1

对于开关对应管脚PA1，设置其触发方式为上升沿触发

使能对应的外部中断线，点击Enabled

4时钟设置

5生成工程文件

2.代码部分

1.首先打开cubemx生成的工程文件
2.在Keil文件中的gpio.c文件可以找到中断服务函数
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
当捕获到上升沿，触发中断，就会进入到这个函数里面
然后就会执行HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin)函数，此函数为回调函数，我们打开可以发现前面有个weak。
前面的 __weak 表示此函数为虚函数，需要用户重写的。
在main文件下找一个位置添加以下代码
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin){        if( GPIO_Pin == A1_EXTI_Pin)//判断外部中断源        {                HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);//翻转LED状态        }}
3.编译


4.烧录


5.结果展示


四、中断方式实现串口通信

1.上周题目要求

完成一个STM32的USART串口通讯程序（查询方式即可，暂不要求采用中断方式），要求：
1）设置波特率为115200，1位停止位，无校验位；
2）STM32系统给上位机（win10）连续发送“hello windows！”。win10采用“串口助手”工具接收。
2.工程建立

选择芯片并设置RCC、SYS，

设置串口
1）点击USART1
2）设置MODE为异步通信
3）基础参数：波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1
NVIC Settings 一栏使能接收中断

时钟设置

创建工程


3.代码编写
在main.c和usart.c中添加头文件#include “stdio.h”
之后，在usart.c文件中，添加如下代码，进行重定义


/* USER CODE BEGIN 1 */


//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB          
//#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)       
#if 1
//#pragma import(__use_no_semihosting)            
//标准库需要的支持函数                 
struct __FILE
{
        int handle;
};


FILE __stdout;      
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式   
void _sys_exit(int x)
{
        x = x;
}
//重定义fputc函数
int fputc(int ch, FILE *f)
{        
         HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0x0001);  
        return ch;
}
#endif


/* USER CODE END 1 */






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在main.c主函数中，添加发送数据


/* USER CODE END WHILE */
                  printf("Hello windows!rn");
                HAL_Delay(500);
    /* USER CODE BEGIN 3 */


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在main.c中添加如下定义，用来接收串口数据


uint8_t aRxBuffer;                        //接收中断缓冲
uint8_t Uart1_RxBuff[256];                //接收缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;                //接收缓冲计数
uint8_t        cAlmStr[] = "数据溢出(大于256)rn";
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添加开启接收中断的语句


/* USER CODE BEGIN 2 */
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);
/* USER CODE END 2 */
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在main.c下部添加中断回调函数


/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
  * @brief  Rx Transfer completed callbacks.
  * @param  huart pointer to a UART_HandleTypeDef structure that contains
  *                the configuration information for the specified UART module.
  * @retval None
  */
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(huart);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
   */

        if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
        {
                Uart1_Rx_Cnt = 0;
                memset(Uart1_RxBuff,0x00,sizeof(Uart1_RxBuff));
                HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&cAlmStr, sizeof(cAlmStr),0xFFFF);       
        }
        else
        {
                Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;   //接收数据转存
       
                if((Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(Uart1_RxBuff[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
                {
                        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Uart1_RxBuff, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
                        Uart1_Rx_Cnt = 0;
                        memset(Uart1_RxBuff,0x00,sizeof(Uart1_RxBuff)); //清空数组
                }
        }
       
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
}
/* USER CODE END 4 */


4.编译烧录

编译结果

烧录结果

5.结果展示


串口每隔0.5s输出Hello windows
当下方发送数据，例如123456789，串口会进入中断，之后回到原循环，继续发送Hello windows。