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EXti简介 EXTI是外部中断/事件控制器,包含多个边沿检测器,通过检测I/O端口的电平变化判断是否产生中断/事件请求。 MM32F0140的EXTI包含19个外部中断线,其中外部中断线EXTI0 ~ EXTI15用于I/O映射,EXTI16连接到PVD输出,EXTI19连接到比较器1输出,EXTI24连接到IWDG中断。可通过软件控制任意一个I/O端口作为EXTI的输入源,EXTI检测对应端口是否产生边沿触发,若检测到边沿触发则产生中断/事件请求,GPIO对应的16个外部中断/事件映射关系如图1所示。
图1 MM32F0140 GPIO对应外部中断/事件映射 EXTI进行边沿检测时包含三种触发类型: 上升沿触发 电平由低到高时的一瞬间称为上升沿,由上升沿的产生触发输出变化就称作上升沿触发。 下降沿触发 电平由高到低时的一瞬间称为下降沿,由下降沿的产生触发输出变化则称为下降沿触发。 任意边沿触发 电平由上升沿或下降沿的产生而触发输出变化被称作任意边沿触发。 中断/事件产生过程如图2所示,EXTI边沿检测引脚的外部输入电平,若由于外部因素导致引脚电平变化并产生边沿触发,则边沿检测电路输出有效信号。或门电路接收边沿检测电路输出的信号与软件事件中断寄存器(EXTI_SWIER)的输出,软件事件中断寄存器能够通过软件启动中断/事件线。当外部中断线上触发边沿事件时,挂起寄存器(EXTI_PR)的对应位被置1,可通过读EXTI_PR寄存器获取当前中断/事件状态。或门电路的输出与中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)的输出相与,在使能对应线中断位且边沿触发有效信号时,输出有效信号到内核的NVIC中,NVIC进行中断处理。或门电路的输出与事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)的输出结果相与,当使能对应事件线位且边沿触发有效信号时,输出有效信号1,即脉冲信号,该脉冲信号可用于其他外设,例如触发TIM。 图2 EXTI模块框图 EXTI的配置 配置中断 配置并使能中断线,根据图1判断指定I/O端口对应的外部中断线与SYSCFG_EXTICRx寄存器中的控制位,(EXTI0~EXTI3使用SYSCFG_EXTICR1寄存器,EXTI4~EXTI7使用SYSCFG_EXTICR2寄存器,EXTI8~EXTI11使用SYSCFG_EXTICR3寄存器,EXTI12~EXTI15使用SYSCFG_EXTICR4寄存器)向SYSCFG_EXTICRx寄存器中外部中断线的对应位赋值,若使用PA管脚则对应位赋值为0000,PB管脚对应位赋值为0001,PC管脚对应位赋值为0010,PD管脚对应位赋值为0011。 配置边缘检测触发器的触发类型,若使用上升沿触发,则对上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)的外部中断线对应位置1;若使用下降沿触发,则对下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)的外部中断线对应位置1;若使用任意边沿触发,则EXTI_RTSR寄存器与EXTI_FTSR寄存器的外部中断线对应位均置1。 中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)的外部中断线对应位置1,允许中断请求。当指定的外部中断线检测到配置的触发条件时,产生一个中断请求,挂起寄存器(EXTI_PR)的对应位置1。通过软件对挂起寄存器中对应位写入1,使中断被清除。 配置软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)的外部中断线对应位为1并置1 EXTI_IMR寄存器的外部中断线对应位,也能产生中断。 配置事件 配置并使能事件线,对SYSCFG_EXTICRx寄存器中外部事件线的对应位赋值;配置边缘检测触发寄存器为需要的触发类型,对EXTI_RTSR寄存器与EXTI_FTSR寄存器赋值;事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)的对应位置1,允许事件请求。当检测到配置的触发条件时,产生一个事件请求,挂起寄存器对应位置 1;通过对挂起寄存器对应位写1清除事件。 配置软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)的外部中断/事件线对应位为1并置1 EXTI_EMR寄存器的对应位,也能产生事件。 实验 本实验在灵动官方开发板MB-023上进行,通过配置EXTI下降沿触发中断,按下按键后产生边沿触发,进行中断处理,LED电平转换。配置按键所使用的I/O端口的对应外部中断线,对SYSCFG_EXTICRx寄存器的EXTIx位赋值,对EXTI_RTSR寄存器和EXTI_FTSR寄存器赋值配置触发类型,使用EXTI_IMR寄存器使能中断,EXTI_PR寄存器对应位置1清除中断。具体实验内容为配置按键K2的对应引脚PB2与LED2对应的PB3引脚(如图3所示),配置PB2对应的外部中断线为下降沿触发,若按下K2,按键对应的端口输入低电平,下降沿触发,产生中断。实验现象为按下按键K2,LED2电平反转一次。 图3 MCU原理图中的EXTI引脚 初始化外设时钟 SYSCFG在APB2线上,GPIO在AHB线上,实验使用SYSCFG配置外部中断,按键K2与LED2的引脚均为GPIOB组的引脚。因此对RCC_APB2ENR寄存器的SYSCFGEN位置1,对RCC_AHBENR寄存器的GPIOB对应位置1,从而初始化外设时钟。 // Enable SYSCFG clock.RCC->APB2ENR |= (1u << 0u); // Enable GPIOB clock. RCC->AHB1ENR |= (1u << 18u);初始化按键实验使用引脚为PB2的K2按键,按键原理图如图4所示,若K2按键按下则与GND导通,因此在初始化按键时需配置该端口的工作模式为上拉输入。 图4 原理图中的按键 GPIOx_CRL寄存器为端口配置低寄存器,用于配置指定端口的速度与工作模式;GPIOx_BSRR寄存器用于设置/清除对应端口,该寄存器低16位的对应端口位置1会产生高电平。由图5所示,K2所使用的端口PB2为GPIOx_CRL寄存器内第8 ~ 11位。图5 GPIOx_CRL寄存器 // Clear the configuration bit of port 2.GPIOB->CRL &= ~(0xf << 8u); // Configure pull-up input mode. GPIOB->CRL |= (0x8 << 8u); // Configure PB2 pin to high level. GPIOB->BSRR |= (1u << 2u);初始化LED实验使用PB3引脚,使用GPIOx_CRL寄存器对LED进行初始化配置,如图5所示,端口3为GPIOx_CRL寄存器内第12 ~ 15位。// Clear the configuration bit of port 3. GPIOB->CRL &= ~(0xf << 12u); // Configure push-pull output mode. GPIOB->CRL |= (0x1 << 12u);配置中断线由图1可知,PB2使用的外部中断线为EXTI2,配置SYSCFG_EXTICR1寄存器的EXTI2对应位为0001,如图6所示,EXTI2处于SYSCFG_EXTICR1寄存器的8~ 11位。 图6 GPIOx_EXTICR1 // Clear EXTI2 and assign value, the corresponding value of PB is 0001.SYSCFG->EXTICR1 = ( ( SYSCFG->EXTICR1 & ~(0xf << 8u) ) | (0x1 << 8u) );配置触发类型在按键初始化中配置按键未按下时处于高电平,因此,对上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)与下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)赋值时配置触发类型为下降沿触发。// Clear the corresponding bit of EXTI2 triggered by rising edge. EXTI->RTSR &= ~ (1u << 2u); // Configure falling edge trigger. EXTI->FTSR |= (1u << 2u);使能中断配置EXTI_IMR寄存器的EXTI2对应位,使能中断。// Enable EXTI interrupt. EXTI->IMR |= (1u << 2u);配置NVICEXTI控制中断,NVIC处理中断,使用Cortex-M0 core_cm0.h头文件中的NVIC_EnableIRQ使能中断线,EXTI2对应中断为EXTI2_3_IRQn。// Setup NVIC. NVIC_EnableIRQ (EXTI2_3_IRQn);编写中断服务程序中断使能中使用EXTI2_3_IRQn,中断处理函数要与其匹配,因此使用EXTI2_3_IRQHandler,设置变量app_exti_event_on作为中断状态标志,该变量初始时为false,中断请求产生时中断状态标志转换为true,将EXRI_PR寄存器的对应位写入1来清除中断。void EXTI2_3_IRQHandler(void) { uint32_t flags = EXTI->PR; if ( 0u != ( flags & (1u << 2u) ) ) { app_exti_event_on = true; } EXTI->PR |= (1u << 2u); // Clear interrupt. }main()函数主程序中初始化变量app_exti_event_times为0,设置该变量从0开始计数,当中断状态标志app_exti_event_on为true,即产生中断请求时,计数值加1,由于LED2初始化后显示为亮,计算计数值取余2,若余数不等于0则LED2灭,若余数为0则LED2亮。实验效果如图7所示。int main(void) { // Enable SYSCFG and GPIOB clock. RCC->APB2ENR |= (1u << 0u); RCC->AHB1ENR |= (1u << 18u); // Setup K2. GPIOB->CRL &= ~(0xf << 8u); GPIOB->CRL |= (0x8 << 8u); GPIOB->BSRR |= (1u << 2u); // Setup LED2. GPIOB->CRL &= ~(0xf << 12u); GPIOB->CRL |= (0x1 << 12u); // Setup SYSCFG EXTI2. SYSCFG->EXTICR1 = ( ( SYSCFG->EXTICR1 & ~(0xf << 8u) ) | (0x1 << 8u) ); // Setup EXTI. EXTI->RTSR &= ~ (1u << 2u); EXTI->FTSR |= (1u << 2u); // Enable EXTI interrupt. EXTI->IMR |= (1u << 2u); // Setup NVIC. NVIC_EnableIRQ (EXTI2_3_IRQn); while (1) { while ( !app_exti_event_on ) { } app_exti_event_on = false; app_exti_event_times++; if ( (app_exti_event_times % 2u) != 0u ) { GPIOB->BSRR = (1u << 3u);// LED2(PB3 pin) off. } else { GPIOB->BRR = (1u << 3u);// LED2(PB3 pin) on. } } } |
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