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一、对中断的理解。
为了提高CPU的工作效率以及对实时系统的快速响应,产生了中断控制方式的信息交换。 在日常生活中广泛存在着“中断”的例子。例如一个人正在看书,这时电话铃响了,于是他将书放下去接电话。为了在接完电话后继续看书,他必须记下当时的页号,接完电话后,将书取回,从刚才被打断的位置继续往下阅读。由此可见,中断是一个过程。计算机是这样处理的,当有随机中断请求后,CPU暂停执行现行程序,转去执行中断处理程序,为相应的随机事件服务,处理完毕后CPU恢复执行被暂停的现行程序。 在这个过程中,应注意如下几方面: 一、 外部或内部的中断请求是随机的,若当前程序允许处理应立即响应; 二、 在内存中必须有处理该中断的处理程序; 三、 系统怎样能正确地由现行程序转去执行中断处理程序; 四、 当中断处理程序执行完毕后怎样能正确地返回。 现在再从另一方面分析,整个中断的处理过程就像子程序调用,但是本质的差异是调用的时间是随机的,调用的形式是不同的。因此,是否可以认为处理中断的过程是一种特殊的子程序调用。如图5.1和 图5.2 所示。 中断有两个重要特征:程序切换(控制权的转移)和随机性。 二、中断源,中断标志等概念 中断源就是向CPU发出中断请求的来源。中断源发出请求,CPU响应中断后便转向中断服务程序。中断源引起的中断服务程序入口地址即为中断矢量地址。中断向量地址是固定的,用户不可改变。 由于两个相邻的中断服务程序入口地址间隔仅为8字节,一般的中断服务程序是容纳不下的。通常是在相应的中断服务程序入口地址中放一条长跳转指令LJMP,这样就可以转到64KB的任何可用区域了。若在2KB范围内转移,则可存放AJMP指令。 由于0003H~002BH是中断矢量地址区,因此,单片机应在程序入口地址0000H处放一条无条件转移指令(如LJMP XXXXH),转到指定的主程序地址。 中断接收 中断接收的触发流程 (以USART2为例) 串口中断接收的流程: USART2_IRQHandler(void) -> HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart) -> UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart) -> HAL_UART_RxCpltCallback(huart); Callback函数就是用户要重写在main.c里的回调函数。 再说明一下一个很重要的问题:STM32的每个串口中断有好几个(发送接收等),但是只要是与串口相关的中断发生系统都会先调用同一个函数,也就是中断向量表中的那个,比如usart2的话就是USART2_IRQHandler(void),然后这个函数再调用HAL_UART_IRQHandler,在HAL_UART_IRQHandler中去读取寄存器判断究竟是那几个位被置为1,确定好是哪个中断之后(接收还是发送)再调用不同的回调函数。 回调函数就在这个UART_Receive_IT(huart)函数里。 在回调函数上边有两行很重要的代码 这两行代码的作用是关闭串口接收中断,也就是说,在一次串口中断接收过程的最后,即串口接收完一组数据之后会关闭串口接收中断。(比如看书时接电话的例子中,接电话的最后,设置为电话不再响。自己目前的理解,不一定对)(这个后面还会再讲,先记住)。 如何使用接收中断。 在cube中配置完了之后并没有使能串口中断(有一个串口初始化函数,但是在这个函数中并未使能串口中断)需要用户手动使能。使能代码如下: 什么意思呢? HAL库的串口接收思路是这样的:函数把这个缓存区对应到串口的接收,上面函数的意思就是把kRxBuffer(这是一个数组)作为缓存区,指定大小为10。然后usart2接收数据的时候就放到kRxBuffer这个数组中,只有当接收到10个数据之后才调用一次callback函数(回调函数)**。 当然不要忘了该函数的使能串口接收中断功能。在"中断接收的流程"1节中说到了串口接收完数据后会关闭使能,所以,在回调函数中一定要再写一次HAL_UART_Receive_IT(&huart2, (uint8_t *)kRxBuffer, 10),使能接收中断。 小小的总结下串口中断接收怎么用: (1)指定一个缓存区(串口接收到的数据会全部堆到这个缓存区) (2)使能串口接收中断,并把缓存区对应到串口 (3)在回调函数中实现接收到数据之后的操作(比如处理数据)并再次使能串口接收中断。 所以更具体一下串口接收的流程就是这样的: (1)串口一个接一个的接收到数据填充到缓存区 (2)缓存区满(大小是用户定义的)程序几经辗转最后会调用到回调函数。 (3)执行用户在回调函数中实现的功能。 中断发送 中断发送的触发流程 一、由于在STM32中usart2的入口中断只有一个: 就是上图的中断向量表中红框标出来的。其他的所有中断其实都是从这里出发的,我们再和捋接收一样捋一遍发送。 首先是USART2_IRQHandler,找到这个函数原型(这一步和接收完全一样): 二、再找HAL_UART_IRQHandler(&huart2);原型: 到这里还是和接收完全一样,注意是完全一样,源码也就是上面接收贴出来的一样。这次我们主要注意该函数最后几行(可以翻上去看源码): 把中间代码收起来以后看最后红框,这就很明显了,这里触发了发送中断(软件触发) 三、接着去找这个UART_EndTransmit_IT(huart)的函数原型: 第一个红框里清除了发送中断使能(同接收一样,在用完之后就关掉,但是不同于接收,发送完成就不用再在回调函数中使能了,因为在中断发送的时候就会使能) 第二个红框调用回调函数。 如何使用发送中断 中断发送的意思,非常类似于中断接收,但其中有一些不同,看下面这个函数: HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size) 一个非常类似于中断接收使能的函数。接收中断使能函数的作用是绑定接收缓存区并使能接收中断,但是对于发送,该函数的作用是发送指定长度的指定数据并使能发送中断。 比如有一个unsigned char 数组a[10],HAL_UART_Transmit_IT(&huart2, a, 10),这一句的意思是用usart2(串口2)发送a数组中的10个数据,然后使能发送中断。 当发送完成之后(或者发送一半,发送一半也有个中断)就会执行回调函数。 总结一下发送中断: 使用HAL_UART_Transmit_IT函数发送指定长度的数据,并使能发送中断,发送到一半和发送结束会触发中断(相关的回调函数是HAL_UART_TxHalfCpltCallback()和HAL_UART_TxCpltCallback())中断触发后发送中断使能会被清除,然后调用回调函数,回调函数执行完成之后结束本次发送。 HAL库串口测试程序 需求:需要接收到10个字符之后原样返回,发送完成后还要改变LED状态,所以要用中断,发送接收都要。 (1)定义一个字符变量,两个缓存数组(uint8_t其实就是unsigned char类型) (2)在while(1)之前先使能接收中断并绑定接收缓存数组指定大小。 在while(1)中:先发送一个字符,再发送字符数组中的字符,最后延时一下要不然一会发送的太快不利于观察。 (3)写回调函数(两个) (4)下载验证即可 |
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