嵌入式系统设计(STM32)第4讲

第4讲中断实验三独立按键控制实验目的：掌握独立按键的工作原理及按键控制程序的编写方法。实验内容：PA口的四个按键，任意键闭合，4个LED灯呈现不同的显示状态。实验四按键中断实验实验目的：掌握STM32中断系统的工作原理，掌握利用函数库编写中断初始化程序与中断服务程序的方法。实验内容：（1）选4个独立按键中任意一个作为外部中断输入，4个LED正常以流水灯点亮，按键闭合后，4个灯同时循环亮灭4次，重新回到流水灯状态。（2）中断嵌套实验。主循环是流水灯，按键1中断，4个灯同时循环亮灭10次；按键2可以在中断按键1的程序，1、3和2、4灯交替点亮5次。实验五键盘识别与数码显示实验目的：掌握矩阵键盘的按键识别原理，以及数码管显示的方法。实验内容：将矩阵键盘上的按键编号显示在数码管上。（1）只用1位显示。（2）每按键一次，显示向左移一位，最多显示6位。接口电路参见光盘资料主要内容4.1基本概念4.2中断源4.3中断优先级4.4STM32中断寄存器4.5STM32中断库函数4.6中断编程举例4.7练习题4.1基本概念中断是指由于内部或者外部事件使CPU暂停当前程序，转去执行中断服务程序的一种工作机制。中断系统由中断源、中断控制、中断响应几部分组成。中断源：中断请求的来源。中断控制：中断的允许/禁止，中断优先级与优先级嵌套。中断响应：保护断点，转去执行中断服务程序。返回4.2中断源ARMcortex_m3内核支持256个中断（16个内核+240外部）和可编程256级中断优先级的设置，与其相关的中断控制和中断优先级控制寄存器（NVIC、SYSTICK等）也都属于cortex_m3内核的部分。STM32采用了cortex_m3内核，但STM32并没有使用cortex_m3内核全部的东西（如内存保护单元MPU等），因此它的NVIC是cortex_m3内核的NVIC的子集。STM32目前支持的中断共为84个（16个内核+68个外部），和16级（使用了4位中断优先级控制）可编程中断优先级的设置。异常和中断的概念中断：该请求信号来自CM3内核的外面，来自各种片上外设和外扩的外设。异常：是因CM3内核的活动产生的，即执行指令或访问存储器时产生。CM3有15个异常，类型号为1~15，没有编号为0的异常。挂起：一个发生的异常不能被立即响应，就称它为挂起。中断的特点对于互联型产品，外部中断/事件控制器由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成，对于其它产品，则有19个能产生事件/中断请求的边沿检测器。每个输入线可以独立地配置输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发事件(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可以独立地被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。外部中断（EXTI）外部中断/事件控制器（EXTI）有19个中断请求边沿检测器。每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽每个中断线都有专用的状态位EXTI0---EXTI15：连到IO端口，每个EXTIj对应GPIOx的引脚j。通过软件配置，设定中断来自哪个引脚。EXTI16：PVD（programmablevoltagedetector）输出EXTI17：RTC（real-timeclock）闹钟事件EXTI18：USB唤醒事件EXTI19：连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品)硬件中断选择通过下面的过程来配置19个线路做为中断源：配置19个中断线的屏蔽位(EXTI_IMR)配置所选中断线的触发选择位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)；配置对应到外部中断控制器(EXTI)的NVIC中断通道的使能和屏蔽位，使得19个中断线中的请求可以被正确地响应。外部中断/事件控制器框图要产生中断，必须先配置好并使能中断线。根据需要的边沿检测设置2个触发寄存器，同时在中断屏蔽寄存器的相应位写’1’允许中断请求。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个中断请求，对应的挂起位也随之被置’1’。在挂起寄存器的对应位写’1’，可以清除它，也可以通过改变边沿检测的极性清除。如果需要产生事件，必须先配置好并使能事件线。根据需要的边沿检测通过设置2个触发寄存器，同时在事件屏蔽寄存器的相应位写’1’允许事件请求。当事件线上发生了需要的边沿时，将产生一个事件请求脉冲，对应的挂起位不被置’1’。通过在软件中断/事件寄存器写’1’，也可以通过软件产生中断/事件请求。112通用I/O端口以下图的方式连接到16个外部中断/事件线上：EXTICR:外部中断线路0-15配置寄存器有4个32位的外部中断线路配置寄存器，高16位保留，低16位用来定义外部中断线路。EXTICR:外部中断线路0-15配置寄存器EXTIx[3:0]：EXTIx配置(x=0…3)(EXTIxconfiguration)这些位可由软件读写，用于选择EXTIx外部中断的输入源。0000：PA[x]引脚0001：PB[x]引脚0010：PC[x]引脚0011：PD[x]引脚0100：PE[x]引脚0101：PF[x]引脚0110：PG[x]引脚配置中断线路函数GPIO_EXTILineConfig功能描述：选择GPIO管脚用作外部中断线路函数原形：voidGPIO_EXTILineConfig(u8GPIO_PortSource,u8GPIO_PinSource)输入参数1：GPIO_PortSource----选择用作外部中断线源的GPIO端口输入参数2：GPIO_PinSource----待设置的外部中断线路例：/*SelectsPB.8asEXTILine8*/GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB,GPIO_PinSource8);外部中断的触发方式上升沿、下降沿、上升沿/下降沿EXTI_Trigger_Falling：设置输入线路下降沿为中断请求EXTI_Trigger_Rising：设置输入线路上升沿为中断请求EXTI_Trigger_Rising_Falling：设置输入线路双边触发中断请求EXTI_Mode_Event：设置EXTI线路为事件EXTI_Mode_Interrupt：设置EXTI线路为中断请求EXTI_LineCmd：用来定义选中线路的新状态。它可以被设为ENABLE或者DISABLE。中断初始化函数EXTI_Init例：/*Enablesexternallines12and14interruptgenerationonfallingedge*/EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line12|EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);返回4.3中断优先级中断优先级分组：STM32有5种优先级管理方式，在一个系统中，选用其中一种。通过设置32位寄存器AIRC的[10:8]位，指定组别。优先级分组：第0组：16个从优先级第1组：2个抢占优先级，8个从优先级第2组：4个抢占优先级，4个从优先级第3组：8个抢占优先级，2个从优先级第4组：16个抢占优先级优先级控制说明具有较高抢占优先级的中断（数字小的）可以实现中断嵌套。从优先级不管高低，只能排队。在抢占优先级相同时，先响应从优先级高的中断。抢占优先级和从优先级都相同时，根据它们在中断表中的排位顺序决定，序号小的先被处理。例：/*ConfigurethePriorityGroupingwith1bit*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);4.4STM32中断寄存器EXTI_IMR：中断屏蔽寄存器0：屏蔽来自线x上的中断请求；1：开放来自线x上的中断请求。EXTI_EMR：事件屏蔽寄存器0：屏蔽来自线x上的事件请求；1：开放来自线x上的事件请求。EXTI_RTSR：上升沿触发选择寄存器1：允许输入线x上的上升沿触发(中断和事件)；0：禁止。EXTI_FTSR：下降沿触发选择寄存器1：允许输入线x上的下降沿触发(中断和事件)；0：禁止。EXTI_SWIER：软件中断事件寄存器当某位为’0’时，写’1’将设置EXTI_PR中相应的挂起位。如果在EXTI_IMR和EXTI_EMR中允许产生该中断，则此时将产生一个中断。注：通过清除EXTI_PR的对应位(写入’1’)，可以清除该位为’0’。EXTI_PR：挂起寄存器当在外部中断线上发生了选择的边沿事件，该位被置’1’。在该位中写入’1’可以清除它，也可以通过改变边沿检测的极性清除。返回EXTI库函数EXTI_DeInit：将外设EXTI寄存器重设为缺省值EXTI_Init：根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器。EXTI_StructInit：把EXTI_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入。EXTI_GenerateSWInterrupt：产生一个软件中断。EXTI_GetFlagStatus：检查指定的EXTI线路标志位设置与否。EXTI_ClearFlag：清除EXTI线路挂起标志位。EXTI_GetITStatus：检查指定的EXTI线路触发请求发生与否。EXTI_ClearITPendingBit：清除EXTI线路挂起位函数EXTI_Init功能描述：根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器。函数原形：voidEXTI_Init(EXTI_InitTypeDef*EXTI_InitStruct)输入参数：EXTI_InitStruct----指向结构EXTI_InitTypeDef的指针。EXTI_InitTypeDef定义于文件“stm32f10x_exti.h”：typedefstruct{u32EXTI_Line;EXTIMode_TypeDefEXTI_Mode;EXTIrigger_TypeDefEXTI_Trigger;FunctionalStateEXTI_LineCmd;}EXTI_InitTypeDef;EXTI_Line：EXTI_Line0----EXTI_Line18，其中之一。EXTI_Mode：EXTI_Mode_Event或者EXTI_Mode_InterruptEXTI_Trigger：EXTI_Trigger_Falling或者EXTI_Trigger_Rising或者EXTI_Trigger_Rising_FallingEXTI_LineCmd：ENABLE或者DISABLE例：/*Enablesexternallines12and14interruptgenerationonfallingedge*/EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line12|EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);函数EXTI_GetFlagStatus功能描述：检查指定的EXTI线路标志位设置与否函数原形