STM32F103ZET6外部中断

1、EXTI功能

　　外部中断/事件控制器EXTI管理了STM32的20个中断/事件线。

　　EXTI的功能框图如下：

　　在功能框图中，可以看到很多在信号线上打了一个斜杠并标注“20”的字样，这是表示在STM32内部类似的信号线路有20个，也就是EXTI的20个中断/事件线。

　　EXTI可以分为两大部分功能：

　　产生中断：如功能图中的红色线。

　　产生事件：如功能图中的绿色线。

　　EXTI中断功能说明：

　　电路1：　　

　　在功能框图中，电路1是脚位输入线，EXTI有19个中断/事件输入线，这些输入线可以通过外部中断配置寄存器AFIO_EXTI1~AFIO_EXTI2设置为任意一个GPIO，也可以是一些外设的事件。输入线一般是电平变化的信号。

电路2：

　　电路2是边沿检测电路。该边沿检测电路是根据EXTI_RTSR上升沿触发选择寄存器和EXTI_FTSR下降沿选择寄存器的设置来控制信号触发。

　　如果检测到与EXTI_RTSR和EXTI_FTSR寄存器设置相对应的边沿跳变信号，就出输出有效信号到电路3。通过EXTI_RTSR和EXTI_FTSR寄存器，可以设置触发的信号为：上升沿触发、下降沿触发、电平变化触发（即上升沿和下降沿都可以触发）。

电路3：

　　电路3是一个或们电路，两路输入只要有一路输入有效信号，则输出有效信号。

　　从功能图中可以看出，电路3的一路输入来自电路2的输出，另一路来自EXTI_SWIER软件中断事件寄存器。

　　EXTI_SWIER寄存器可以通过程序控制启动中断/事件线，即只要在程序中将EXTI_SWIER寄存器的对应位设置为1，那么电路3就会输出有效信号，这样就可以实现软件模拟中断或事件。

电路4：

　　电路4是一个门电路，只有当两路都输入有效信号时，电路4才会输出有效信号。

　　电路4的输入一路来自电路3的输出，一路来自EXTI_IMR中断屏蔽寄存器。只有当电路3输出有效信号，而且EXTI_IMR寄存器的对应位使能，电路4才会输出有效信号。

　　EXTI_IMR寄存器用来使能或屏蔽相应的中断线。

电路5：

　　电路5是将EXTI_PR寄存器的内容输出到NVIC中，从而实现系统中断控制。

　　EXTI事件功能说明：

　　EXTI的事件产生线路，最终输出一个脉冲信号。

　　产生事件的线路是在电路3之后才与产生中断的线路有所不同，之前的电路都是共用的。

　　电路6：

　　电路3产生的有效信号会被输入到电路6中。电路6是一个门控电路，电路3的输出和EXTI_EMR事件屏蔽寄存器作为电路6的输入。只有当电路3输出有效信号且EXTI_EMR寄存器的相应位使能，电路6才会输出有效信号。

　　EXTI_EMR寄存器用来使能或屏蔽相应的事件线。

电路7：

　　电路7是一个脉冲发生器电路，当电路6产生一个有效信号时将会输出到电路7当中，这时电路7就会产生一个脉冲。

电路8：

　　电路8是一个脉冲信号，这个脉冲信号就是电路7产生的脉冲信号。这个脉冲信号可以给其它外设电路使用，比如TIM定时器、ADC模拟数字转换器等等，这样的脉冲信号一般用来触发TIM或者开始ADC转换。

　　产生中断线路目的是运行相应的中断服务函数，实现功能。

　　而产生事件的目的是传输一个脉冲信号给其它外设使用，而且产生事件的是电路级别的信号传输，属于硬件级。

2、中断/事件线

　　EXTI有20个中断/事件线，每个GPIO都可以被设置为输入线，占用EXTI0和EXTI15，还有4个用于特点的外设事件。它们如下：

• • EXTI0中断/事件线：输入由PA0~PI0等组成。
  • EXTI1中断/事件线：输入由PA1~PI1等组成。
  • EXTI2中断/事件线：输入由PA2~PI2等组成。
  • EXTI3中断/事件线：输入由PA3~PI3等组成。
  • EXTI4中断/事件线：输入由PA4~PI4等组成。
  • EXTI5中断/事件线：输入由PA5~PI5等组成。
  • EXTI6中断/事件线：输入由PA6~PI6等组成。
  • EXTI7中断/事件线：输入由PA7~PI7等组成。
  • EXTI8中断/事件线：输入由PA8~PI8等组成。
  • EXTI9中断/事件线：输入由PA9~PI9等组成。
  • EXTI10中断/事件线：输入由PA10~PI10等组成。
  • EXTI11中断/事件线：输入由PA11~PI11等组成。
  • EXTI12中断/事件线：输入由PA12~PI12等组成。
  • EXTI13中断/事件线：输入由PA13~PI13等组成。
  • EXTI14中断/事件线：输入由PA14~PI15等组成。
  • EXTI15中断/事件线：输入由PA15~PI15等组成。
  • EXTI16中断/事件线：PVD输出。
  • EXTI17中断/事件线：RTC闹钟事件。
  • EXTI18中断/事件线：USB唤醒事件。
  • EXTI19中断/事件线：以太网唤醒事件（只适用互联型）。

　　从上面可以看出，EXTI0到EXTI15都是用GPIO口做为中断/事件线，需要通过AFIO_EXTICR1到AFIO_EXTICR4这几个寄存器来配置具体使用哪一个位来作为中断/事件线。

　　比如AFIO_EXTICR1寄存器的bit3~bit0位用来选择EXTI0的中断/事件线的输入脚位，如下：

• • Bit3~bit0 = 0000：则选择PA0作为EXTI0的输入脚位。
  • Bit3~bit0 = 0001：则选择PB0作为EXTI0的输入脚位。
  • Bit3~bit0 = 0010：则选择PC0作为EXTI0的输入脚位。
  • Bit3~bit0 = 0011：则选择PD0作为EXTI0的输入脚位。
  • Bit3~bit0 = 0100：则选择PE0作为EXTI0的输入脚位。
  • Bit3~bit0 = 0101：则选择PF0作为EXTI0的输入脚位。
  • Bit3~bit0 = 0110：则选择PG0作为EXTI0的输入脚位。

　　其它EXTI也是一样的配置，不一样的只是它们的配置位在AFIO_EXTICR1~AFIO_EXITCR4寄存器中的位置不一样而已。

　　AFIO_EXTICR寄存器只有低16位有效，每4个bit配置一个EXTI，一个AFIO_EXTICR可以配置4个EXTI，4个AFIO_EXTICR就可以配置16个EXTI，也就是说AFIO_EXTICR1~AFIO_EXITCR4寄存器刚好可以配置EXTI0~EXTI15的输入脚位。

　　需要特别注意的是，每一个EXIT只能设置一个IO作为输入线，比如说，如果设置PA0作为EXTI0的输入线之后，PB0和其它P0口就不能作为EXTI0的输入线了。

3、EXTI的中断服务函数

　　通过查询IRQn_Type结构体中的中断编号，会发现并不是每个外部中断都有一个对应中断编号。有一些外部中断的中断编号是组合在一起的，如下：

• • EXTI0的中断编号：EXTI0_IRQn。
  • EXTI1的中断编号：EXTI1_IRQn。
  • EXTI2的中断编号：EXTI2_IRQn。
  • EXTI3的中断编号：EXTI3_IRQn。
  • EXTI4的中断编号：EXTI4_IRQn。
  • EXTI5~EXTI9的中断编号：EXTI9_5_IRQn。
  • EXTI10~EXTI5的中断编号：EXTI15_10_IRQn。

　　从上面可以看到，EXTI5~EXTI9的中断编号是同一个，也就是说EXTI5~EXIT9是共用一个中断服务函数，如果要区分是哪一个EXTI产生中断，可以在中断服务函数内查询EXTI_PR。EXTI10~EXTI5的中断也是一样的。

4、EXTI配置流程

　　初始化IO口：

　　使能要相应IO的时钟。

　　将IO口配置上拉或下拉或浮空输入。设置为浮空输入的时候，脚位外部最好接上拉电阻或下拉电阻，防止IO口状态不稳而定，而导致频繁触发中断。

　　配置IO与中断线的映射关系：

　　由于要配置AFIO_EXTICR1~AFIO_EXITCR4寄存器，所以需要开启复用功能的时钟。

　　根据IO配置AFIO_EXTICR寄存器的相应位，使IO作为EXTI功能。

　　开启与该IO相对应的中断/事件线并设置触发条件：

　　通过EXTI_RTSR和EXTI_FTSR寄存器设置外部中断的触发条件，配置成上升沿触发或下降沿触发或电平变化触发。还需要通过EXTI_IMR寄存器使能相应的外部中断的中断使能位。

　　需要注意的是，如果使用外部中单，并设置该中断的EMR事件使能位的话，会引起软件仿真不能跳到中断，而硬件上可以。如果不是这ERM事件使能位的话，软件仿真就可以进入中断服务函数，并且硬件上也可以。

　　配置NVIC：

　　通过NVIC配置EXTI的中断优先级，并使能中断。

　　编写中断服务函数：

　　中断服务函数是必不可少的，如果在代码里面开启了中断，但没有编写中断服务函数，就可以引起硬件错误，从而导致程序崩溃。

5、HAL库初始化EXTI 

　　以配置PA0为EXT0为例，代码如下：

void EXIT_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,,);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
}

　　通过设置GPIO_InitStruct.Mode为GPIO_MODE_IT_FALLING，从而区分是设置IO状态还是设置EXTI功能，这里将PA0配置为下降沿触发的EXTI0。

　　在HAL_GPIO_Init函数中已经开启了复用功能的时钟。

　　通过HAL_NVIC_SetPriority函数设置EXTI0的抢占优先级和响应优先级。

　　通过HAL_NVIC_EnableIRQ函数使能EXIT0中断。

　　中断服务函数如下：

void EXTI0_IRQHandler(void )
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
}

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  　　/* EXTI line interrupt detected */
  　　if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET)
  　　{
    　　　　__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
    　　　　HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  　　}
}

　　在EXTI0中断服务函数中调用HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler函数，HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler是HAL库内定义的一个函数，该函数在进入的时候就通过宏清除了中断标志位，然后通过调用HAL_GPIO_EXTI_Callback回调函数实现中断服务函数的功能。

　　HAL_GPIO_EXTI_Callback回调函数是一个弱定义的函数，可以通过重新定义来覆盖。

6、使用EXTI0产生软件中断

　　代码如下：

void EXTI_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

    EXTI->IMR |= 0x01;

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,,);
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

    while ()
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) != )
        {
            HAL_Delay();
            if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) != )
            {
                EXTI->SWIER |= 0x01;

                while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) != )
                {

                }
            }
        }
    }
}

　　首先将PA0口设为浮空输入，外接下拉电阻。

　　然后通过EXTI_IMR寄存器设置EXIT0中断使能。

　　通过HAL_NVIC_SetPriority函数设置EXTI0的抢占优先级和响应优先级。

　　通过HAL_NVIC_EnableIRQ函数使能EXIT0中断。

　　最后在主循环中不断检测PA是否是高电平，如果是高电平，则给EXTI_SWIER寄存器置位bit0位，这样就会触发EXTI0中断，使得程序跑到EXTI0的中断服务函数中。