第8章-STM32F10 x的主要模块设计3外部中断分析.ppt

EmbeddedSystemDevelopment,嵌入式系统与应用,第8章STM32F10 x的主要模块设计3外部中断,8.3外部中断8.3.1GPIO键盘设计实验8.3.2外部中断EXTI设计,8.3.1GPIO键盘设计实验,GPIO端口如何进行键盘设计？下面两种办法效果一样。一是采用上拉输入模式，按键在没按下的时候，默认为高电平。PE5key1PE6key2二是直接采用浮空输入模式，在芯片外部接上拉电阻。按键实现LED灯反转。,按键原理图,1、按键实现LED灯反转main(),intmain(void)/*configtheled*/LED_GPIO_Config();LED1(ON);/*configkey*/Key_GPIO_Config();while(1)if(Key_Scan(GPIOE,GPIO_Pin_5)=KEY_ON)/*LED1灯反转*/GPIO_WriteBit(GPIOC,GPIO_Pin_3,BitAction(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_3);,读取PC3的当前输出电平,当前状态反相后写入到PC3,按键实现LED灯反转,把前面写的Led灯led.c和led.h复制到本工程文件夹，编写main函数：1、先调用了led.c中的LED_GPIO_Config()，配置LED用到的I/O。2、调用LED1(ON)，把LED灯1点亮。3、调用Key_GPIO_Config(),配置按键用到的I/O口。4、调用Key_Scan()按键检测函数，监测到按键时，调用GPIO_WriteBit()函数实现灯反转。BitAction枚举定义在stm32f10 x_gpio.h第104行：typedefenumBit_RESET=0,Bit_SETBitAction;,2、bsp_key.h按键函数头文件,主要声明Key_GPIO_Config()、Key_Scan()两个函数：#ifndef_KEY_H/条件编译#define_KEY_H#includestm32f10 x.h#defineKEY_ON0/按键按下标志#defineKEY_OFF1/无按键标志voidKey_GPIO_Config(void);uint8_tKey_Scan(GPIO_TypeDef*GPIOx,u16GPIO_Pin);#endif在bsp_key.C文件中实现上两个函数。,3、Key_GPIO_Config()函数,与LED的GPIO初始化函数LED_GPIO_Config()类似。#includebsp_key.hvoidKey_GPIO_Config(void)GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;/*开启按键端口GPIOE（PE5）的时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(GPIOE,4、Key_Scan()按键检测函数,/*输入：GPIOx、GPIO_Pin：待读取的端口、引脚，*输出：KEY_OFF(没按下按键)、KEY_ON（按下按键）*/u8Key_Scan(GPIO_TypeDef*GPIOx,u16GPIO_Pin)/*检测是否有按键按下*/if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin)=KEY_ON)Delay(10000);/延时消抖if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin)=KEY_ON)while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOx,GPIO_Pin)=KEY_ON);returnKEY_ON;/等待按键释放elsereturnKEY_OFF;elsereturnKEY_OFF;,Key_Scan()按键检测函数,库函数GPIO_ReadInputDataBit(端口号，引脚号)；返回引脚的数据，0为低电平即KEY_ON，可能有按键按下，调用延时函数消抖；否则返回1为高电平即KEY_OFF，表示按键没有被按下。延时之后再次读取该引脚数据，若依然为低电平，表明确实有按键被按下了；否则返回KEY_OFF，表示没按键。while循环调用GPIO_ReadInputDataBit()，等待按键释放，条件变为假退出循环，返回表示按键被按下的标志KEY_ON。同理，通过输入不同的实参，来检测其它按键的引脚。这就是库的魅力！,作业,1、进一步熟悉GPIO，掌握GPIO设计。2、掌握GPIO键盘实验，实验报告。,8.3.2STM32中断向量表,上个实验中while(1)程序中始终轮询检测是否有按键按下，浪费CPU时间、能耗。可采用中断处理方式，当按键按下时触发中断再检测按键。STM32的所有GPIO都可以用作外部中断源，可把按键轮询检测改为由中断来处理，大大提高软件执行的效率。向量中断控制器NVIC属于Cortex内核的器件，编号为115的对应系统异常，大于等于16的则全是外部中断。STM32中断向量表，优先级从-3至6（即编号115）为系统异常，优先级为负的不能设置优先级，如复位Reset、不可屏蔽中断NMI、硬错误Hardfault。从优先级7开始（即类型编号16开始）的为外部中断，优先级自行设置。,STM32中断向量表,STM32中断向量表,8.3.3STM32外部中断控制器EXTI,向量中断控制器NVIC能配置16种外部中断EXTIx(015)，超过16个中断事件时，必然有2个以上的中断事件使用相同的中断种类。注意：相同种类的中断不能嵌套。,外部中断控制器EXTI配置管理外部事件输入GPIO引脚与EXTIx的连接方式：PAxPGx端口引脚的事件连接同一个EXTIx，分时复用。GPIO事件可配置为下降沿、上升沿或边沿三种模式触发中断。EXTI一个应用：上个实验的按键再添加下降沿触发中断，用中断处理来检测按键。,EXTI15,STM32外部中断控制器EXTI,对于互联型芯片，外部中断控制器由20个产生事件中断请求的边沿检测器组成，其他芯片19个。,STM32外部中断控制器EXTI,每个输入线都可配置输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发方式(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。,另外四个EXTI线的连接方式如下：EXTI线16连接到PVD输出EXTI线17连接到RTC闹钟事件EXTI线18连接到USB唤醒事件EXTI线19连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品),GPIO的x引脚配置为EXTIx,8.3.4EXTI寄存器库中定义,stm32f10 x.h库892行中EXTI寄存器结构定义：typedefstructvu32IMR;/中断屏蔽寄存器，配置20个中断线的屏蔽位vu32EMR;/事件屏蔽寄存器vu32RTSR;/上升沿触发选择寄存器vu32FTSR;/下降沿触发选择寄存器vu32SWIER;/设置软件中断寄存器的请求位vu32PR;/挂起寄存器EXTI_TypeDef;,EXTI寄存器库中定义,#definePERIPH_BASE(uint32_t)0 x40000000)#defineAPB2PERIPH_BASE(PERIPH_BASE+0 x10000)#defineEXTI_BASE(APB2PERIPH_BASE+0 x0400)#defineEXTI(EXTI_TypeDef*)EXTI_BASE)EXTI为EXTI_TypeDef结构体型指针地址：0 x40010400EXIT寄存器配置数据位宏定义在3269行开始：。/*BitdefinitionforEXTI_IMRregister*/#defineEXTI_IMR_MR0(uint32_t)0 x00000001)/*!InterruptMaskonline0*/#defineEXTI_IMR_MR1(uint32_t)0 x00000002),8.3.5EXTI库函数stm32f10 x_exti.c,EXTI库函数在文件stm32f10 x_exti.c中定义,8.3.6外部中断与NVIC的关系,外部中断0与NVIC的对应,NVIC寄存器,NVIC库函数,NVIC配置,misc库中NVIC_Init()函数对NVIC初始化，用到NVIC_InitTypeDef结构体，其中四个成员：NVIC_IRQChannel参数来选择将要配置的中断向量；NVIC_IRQChannelCmd参数来进行使能(ENABLE)或关闭（DISABLE）该中断；NVIC_IRQChannelPreemptionPriority成员要配置中断向量的抢占优先级；NVIC_IRQChannelSubPriority需要配置中断向量的响应优先级。NVIC只可配置16种中断向量的优先级：编号越小，优先级别越高；抢占优先级：是指打断其它中断，会出现嵌套中断；响应优先级：先处理响应优先级高的中断；,中断检测按键实验,硬件连接：PE5key1、PE6key2，key1按下时，进入线中断处理函数，LED1状态取反。配置工程环境：除使用GPIO和RCC片上外设；还要使用exti片上外设，stm32f10 x_exti.c包含了支持exti配置和操作的函数；misc.c文件则包含了NVIC的配置函数；本实验中还会在stm32f10 x_it.c中编写中断服务函数。,Main函数,配置好LED用到的I/O后，调用LED1()点亮一盏LED灯；配置中断，等待中断发生。intmain(void)/*configtheled*/LED_GPIO_Config();LED1(ON);/*extilineconfig*/EXTI_PE5_Config();/*waitinterrupt*/while(1),配置外部中断exti.c,EXTI_PE5_Config()函数，配置PE5为线中断口，并设置中断优先级。主要步骤：1.使能EXTIx线的时钟和第二功能AFIO时钟2.配置EXTIx线的中断优先级3.配置EXTI中断线I/O4.选定要配置为EXTI的I/O口线和I/O口的工作模式5.EXTI中断线工作模式配置,EXTI_PE5_Config()函数,8.voidEXTI_PE5_Config(void)9.10.GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;11.EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;13./*configtheextiline(PE5)clockandAFIOclock*/14.RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);16./*configtheNVIC(PE5)*/17.NVIC_Configuration();/NVIC初始化配置19./*EXTIlinegpioconfig(PE5)*/20.GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;21.GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPD;/上拉输入,EXTI_PE5_Config()函数_续,22.GPIO_Init(GPIOE,31.,GPIO端口的复用功能AFIO,AFIO(alternate-functionI/O)，GPIO除了用作普通的输入输出(主功能)，还可以作为片上外设的复用输入输出，如串口，ADC，这些就是复用功能。GPIO还有重映射功能：重映射功能是指把原来属于A引脚的默认复用功能，转移到了B引脚进行使用（当然B引脚具有这个重映射功能）。当把GPIO用作EXTI外部中断或使用重映射功能的时候，必须开启AFIO时钟。代码的第14行，开启了AFIO的时钟。,NVIC初始化配置,EXTI_PE5_Config()调用了NVIC_Configuration()函数来配置NVIC控制器。8.staticvoidNVIC_Configuration(void)9.10.NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStructure;12./*Configureonebitforpreemptionpriority*/13.NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);15./*配置PA|B|C|D|E5为中断源*/16.NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI9_5_IRQn;17.NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;18.NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;19.NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;20.NVIC_Init(/向寄存器写入参数21.,把NVIC中断优先级分组设置为第1组,要配置的为EXTI第59线的中断向量,抢占优先级和响应优先级，设为最高,编写中断服务函数,PE5连接到内部的EXTI5，GPIO配置为上拉输入，工作在下降沿中断。在外围电路上我们将PE5接到了key1上。PE5始终为高，当按键按下时,下降沿跳变,EXTI5会捕捉到这一跳变