STM32 EXTI（外部中断）

一、EXTI 简介

EXTI（External interrupt/event controller）—外部中断/事件控制器，管理了控制器的 20个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

二、EXTI框图

在图中可以看到很多在信号线上打一个斜杠并标注“20”字样，这表示在控制器内部的信号线有 20 路，我们只要明白其中一路的原理即可。

• 输入线：EXTI 控制器有 20 个中断/事件输入线，这些输入线可以通过寄存器设置为任意一个 GPIO，也可以是一些外设的事件，输入线一般是存在电平变化的信号。
• 边沿检测电路：它会根据上升沿触发选择寄存(EXTI_RTSR)和下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)对应位的设置来控制信号触发。边沿检测电路以输入线作为信号输入端，如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1 ，否则输出无效信号0。而 EXTI_RTSR 和 EXTI_FTSR 两个寄存器可以控制器需要检测哪些类型的电平跳变过程，可以是只有上升沿触发、只有下降沿触发或者上升沿和下降沿都触发。
• NVIC中断控制器：NVIC中断控制器接收到EXTI_PR 寄存器发送的内容，实现中断的发生。
• 脉冲发生器：脉冲发生器发送信号后会产生事件线路，脉冲信号可以给其他外设电路使用，比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC等等，这样的脉冲信号一般用来触发 TIM 或者 ADC开始转换。

现在可以知道EXTI 可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件。产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功能，这样是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号传输，属于硬件级的。

三、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，每个输入线的来源如图所示：



从图中可以看出STM32的外部中断只有16个，又是怎么使每个GPIO都可以实现中断了，通过编程控制可以实现任意一个 GPIO作为 EXTI的输入源。



从上图可知EXTI0 可以通过 AFIO 的外部中断配置寄存器 1(AFIO_EXTICR1)的EXTI0[3:0]位选择配置为 PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0，其他 EXTI线(EXTI中断/事件线)使用配置都是类似的。

四、EXTI 寄存器

1. 中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)
   
   

2. 事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)
   
   

3. 上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)
   
   
   
   注意： 外部唤醒线是边沿触发的，这些线上不能出现毛刺信号。在写EXTI_RTSR寄存器时，在外部中断线上的上升沿信号不能被识别，挂起位也不会被置位。在同一中断线上，可以同时设置上升沿和下降沿触发。即任一边沿都可触发中断

4. 下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)
   
   
   
   注意： 外部唤醒线是边沿触发的，这些线上不能出现毛刺信号。在写EXTI_FTSR寄存器时，在外部中断线上的下降沿信号不能被识别，挂起位不会被置位。在同一中断线上，可以同时设置上升沿和下降沿触发。即任一边沿都可触发中断。

5. 软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)
   
   

6. 挂起寄存器(EXTI_PR)
   
   

7. 外部中断/事件寄存器映像
   
   

五、EXTI 程序分析

1. EXTI 初始化程序的结构体

typedef struct
{
    uint32_t EXTI_Line;    // 中断/事件线
    EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;    // EXTI 模式
    EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger;   // 触发类型
    FunctionalState EXTI_LineCmd;    // EXTI 使能
}EXTI_InitTypeDef;

1. 初始化GPIO

//将GPIOA_0设置为下拉输入
void KEY_Init(void) //IO初始化
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);    //使能PORTB,PORTE时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);	//使能AFIO复用功能时钟

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;    // 0 pin
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;     // 设置成下拉输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    // 初始化GPIOA_0

}

1. 初始化EXTI
   
   

    //GPIOA_0 中断线以及中断初始化配置   下降沿触发
void EXTIX_Init(void)
{
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); 	// 选择GPIOA_0作为中断EXTI0的线路

    EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;	//中断/事件线
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;		// 中断触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;		// 下降沿触发
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	 	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
}

1. 配置 GPIO 中断

    //初始化中断
void NVICX_Init(void)
{
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;			//使能按键WK_UP所在的外部中断通道
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//抢占优先级2，
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;			//子优先级2
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//使能外部中断通道
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

1. 中断程序
   
   这里的功能是当按键触发后切换led的状态

//外部中断2服务程序
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	Delay(100);//消抖
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1)	 	 //检测按键
	{
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==1)    //检测led灯的状态，进行切换
		{
			GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		}else{
			GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		}

	}

	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);   //清除LINE0上的中断标志位  

}

注意：配置中断函数时，先确保提供的头文件中有相应的中断函数，否则会报错

六、程序源码

main.c 文件

#include "stm32f10x.h"
#include "stm32f10x_exti.h"
#include "misc.h"

 /***************  配置LED用到的I/O口 *******************/
void LED_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 使能PC端口时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;	//选择对应的引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PC端口
  GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 );	 // 关闭LED
}

void Delay(__IO u32 nCount)
{
  for(; nCount != 0; nCount--);
} 

//将GPIOA_0设置为下拉输入
void KEY_Init(void) //IO初始化
{
 	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

 	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);    //使能PORTB,PORTE时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);	//使能AFIO复用功能时钟

	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;    // 0 pin
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;     // 设置成下拉输入
 	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);    // 初始化GPIOA_0

}

/* 配置PA0为外部中断 */
void EXTIX_Init(void)
{
	EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

  	GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); 	// 选择GPIOA_0作为中断EXTI0的线路

  	EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;	//中断/事件线
  	EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;		// 中断触发
  	EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;		// 下降沿触发
  	EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
  	EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);	 	//根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器
}

//初始化中断
void NVICX_Init(void)
{
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;			//使能按键WK_UP所在的外部中断通道
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;	//抢占优先级2，
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;			//子优先级2
  	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//使能外部中断通道
  	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

//外部中断2服务程序
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	Delay(100);//消抖
	if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_0)==1)	 	 //WK_UP按键
	{
		if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_12)==1)
		{
			GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		}else{
			GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		}

	}

	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除LINE0上的中断标志位  

}

int main(void)
{
	SystemInit();
	LED_GPIO_Config(); //LED 端口初始化
	KEY_Init();
	EXTIX_Init();
	NVICX_Init();
	while (1)
	{

	}

}

七、编译运行

编译完成后下载程序并观察运行现象，当GPIOA_0引脚接地一次，LED灯的状态便切换一次

参考文献

STM32系统学习——EXTI（外部中断）：https://blog.csdn.net/zxh1592000/article/details/80280715

STM32之EXTI——外部中断：https://www.cnblogs.com/alvis-jing/p/3678285.html