1. 按鍵如何觸發(fā)中斷

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

我們用 Keil 打開下面這個工程：

STM32Cube_FW_F0_V1.11.0ProjectsSTM32F030R8-NucleoExamplesGPIOGPIO_EXTIMDK-ARMProject.uvprojx

編譯下載運行此代碼，然后按壓 B1 USER 這個按鍵，每一次按壓會觸發(fā)板上一個LED燈翻轉(zhuǎn)一次。這個功能也很簡單，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)注一下如何用一個引腳觸發(fā)中斷吧。main()函數(shù)里調(diào)用了一個外部中斷模塊(EXTI)初始化后就進(jìn)入while循環(huán)了。

我們在下面可以找到這個初始化函數(shù)的實現(xiàn)。它調(diào)用HAL庫函數(shù)對按鍵連接的引腳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。我們接下來分別講一下這個回調(diào)函數(shù)和如何把一個GPIO引腳初始化為中斷模式。

2. 回調(diào)函數(shù)

回調(diào)函數(shù)這個概念，解釋可以說五花八門，什么原因呢？因為這好像不是一句自然(人)語言(話)。咱們還是打個比方好理解一些。

好比你在廚房做菜，突然發(fā)現(xiàn)醬油沒了。你叫你兒子去給你打醬油，兒子就是你的驅(qū)動。兒子聽到你的召喚，說：行啊，老爸，但你得先給我點錢啊！你看，兒子這就是回調(diào)(Callback)。一會兒兒子打醬油回來了，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(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)用一個驅(qū)動，這個驅(qū)動在執(zhí)行前先調(diào)用一個函數(shù)來獲取一些參數(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，它就是一個回調(diào)函數(shù)。還有一種情況就是驅(qū)動執(zhí)行完畢，通過調(diào)用應(yīng)用層的一個函數(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)這個中斷呢？

3. GPIO中斷引腳配置

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

RM0360 STM32F030 Reference manual

外部中斷0至15

0，1對應(yīng)一個中斷向量(5號中斷)；

2，3對應(yīng)一個(6號中斷)；

4至15對應(yīng)一個(7號中斷)。

STM32F030的16個外部中斷是如何對應(yīng)到各個引腳上的呢？

這就要通過 EXTI (Extended interrupts and events controller)這個模塊。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)某個引腳。下面的示意圖簡要的顯示了這種關(guān)系。

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

相關(guān)寄存器介紹：

一共有4個這樣的寄存器：

SYSCFG_EXTICR1，SYSCFG_EXTICR2，SYSCFG_EXTICR3，SYSCFG_EXTICR4

每一個寄存器對應(yīng)著4個引腳的選擇。下面的這些寄存器都有 32 bits (Bit31 - Bit0)，每一個bit對應(yīng)一個中斷。

EXTI_IMR (Interrupt mask register)

0: 屏蔽所對應(yīng)的中斷。1: 允許對應(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觸發(fā)中斷。

EXTI_PR (Pending register)

0: 沒有中斷請求。1: 有中斷請求。

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，理解代碼就會容易一些了。


審核編輯：劉清