STM32——外部中断（EXTI）

目录

前言

一、外部中断基础知识

二、使用步骤

 三、固件库实现

四、STM32CubeMX实现

总结

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前言

        外部中断（External Interrupt，简称EXTI）是微控制器用于响应外部事件的一种方式，当外部事件发生时（如按键按下、传感器信号变化等），微控制器会暂时停止当前正在执行的程序，转而执行相应的中断服务程序（ISR），处理完中断后再回到原来的程序继续执行。STM32的外部中断是STM32微控制器中一个重要的功能，用于接收和处理来自外部设备的信号或事件，在一定程度上提升了系统的实时性能。STM32的每个GPIO（通用输入输出）端口都支持外部中断功能，这使得STM32能够灵活地处理各种外部事件。

        对中断概念不清晰的可以参考：什么是中断-CSDN博客

一、外部中断基础知识

        STM32 的每个 IO 都可以作为外部中断 的中断输入口，在STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中断/ 事件请求。每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。STM32F103 的 19 个外部中断分别为：

        线 0~15：对应外部 IO 口的输入中断。

        线 16：连接到 PVD 输出。

        线 17：连接到 RTC 闹钟事件。

        线 18：连接到 USB 唤醒事件。

外部的GPIO引脚与线０～15对应，16条中断线都可以映射给GPIO口，但是每条线只能映射给一个个端口，如０线已经映射给 PA0端口，则就不能再映射给Px0端口（x为B、C、D、E、F等），如下图所示：

STM32中断具有以下特性：

        1、每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽：可以独立配置每个中断/事件的触发条件和屏蔽状态。

        2、每个中断线都有专用的状态位：可以方便地查询和清除中断请求的状态。

        3、支持多达20个软件的中断/事件请求：STM32F1系列等型号具有丰富的外部中断资源。

        4、 检测脉冲宽度低于APB2时钟宽度的外部信号：能够准确检测快速变化的外部信号。

二、使用步骤

初始化 IO 口为输入：将需要用作外部中断的GPIO口配置为输入模式，并设置合适的上下拉电阻（如果需要）。

开启 AFIO 时钟 ：使能GPIO和外部中断控制器的时钟。STM32的外部中断控制器的时钟通常挂载在APB2时钟组下。

设置 IO 口与中断线的映射关系：通过配置AFIO（模拟功能输入输出）的寄存器，将GPIO口与外部中断线连接起来。STM32的GPIO端口号与外部中断号之间存在对应关系，如所有GPIO组的0管脚对应外部中断0。

void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
// 如，把PA0与中断线line0连接起来
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);

配置中断触发方式：设置外部中断的触发方式（上升沿触发、下降沿触发或上升下降沿触发）。

typedef struct
{
 uint32_t EXTI_Line; // 中断线选择，EXTI_Line0~EXTI_Line15
 EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode; //中断模式，可选值为中断 EXTI_Mode_Interrupt 和事件EXTI_Mode_Event
 EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; //触发方式，EXTI_Trigger_Falling，EXTI_Trigger_Rising，EXTI_Trigger_Rising_Falling。
 FunctionalState EXTI_LineCmd; //是否使能中断线
}EXTI_InitTypeDef;

初始化NVIC（嵌套向量中断控制器）：配置中断分组，配置中断的优先级和使能中断。STM32支持抢占式优先级和子优先级，可以根据需要配置中断的优先级。

编写中断服务函数：编写与中断号对应的中断服务函数，并在其中处理中断逻辑，在多条线共用的中断函数中需要添加具体判断。

EXPORT EXTI0_IRQHandler 
EXPORT EXTI1_IRQHandler 
EXPORT EXTI2_IRQHandler 
EXPORT EXTI3_IRQHandler 
EXPORT EXTI4_IRQHandler 
EXPORT EXTI9_5_IRQHandler 
EXPORT EXTI15_10_IRQHandler

 三、固件库实现

        配置PA0引脚为外部中断，下降沿触发中断。

//外部中断0配置
void EXTIX_Init(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); //使能 PORTA,PORTE 时钟和使能 AFIO 时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; 
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IUP; //PA0 设置成输入，上拉
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化PA0

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);

EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //初始化 EXTI 寄存器

 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //使能外部中断通道
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; //抢占优先级 2，
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02; //子优先级 2
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//初始化 NVIC
}

        中断服务函数：

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET)//判断某个线上的中断是否发生 
    {
        //中断任务
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除 LINE0 上的中断标志位 
    }

}

         其他相关函数：

        中断优先级分组，但凡涉及到中断，必须进行中断优先级分组，系统才能进行中断优先级的设定。

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置 NVIC 中断分组 2

四、STM32CubeMX实现

         同样配置上面固件库的内容。

         配置完成后，生成Keil工程，然后在其中编写中断服务函数。     

         可以在Keil中的任何地方实现该函数，系统会自动搜索识别，如下：

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
    {
        //中断任务实现
    }
}

        在这里，不需要在进行中断标志位的清除，系统已经帮我们处理好了（如上图所示），我们只需要完成中断任务的功能即可，但是我们需要判断中断线，即GPIO端口。

五、总结

        1、在配置外部中断时，需要确保GPIO口已经正确配置为输入模式，并且已经使能了相应的时钟。

        2、外部中断的触发方式（上升沿、下降沿或上升下降沿）需要根据实际应用场景进行选择。

        3、在中断服务函数中，需要尽快处理完中断逻辑并清除中断标志位，以避免中断嵌套或重复触发。

        4、中断服务函数应该快进快出，避免长时间在中断里跳不出来，影响系统实时性。

       5、尽量不要在中断服务函数里进行延时，特别是HAL_Delay()函数，具体原因请查阅：为什么在中断里调用HAL_Delay时会出现卡死的情况?