【STM32】中断 - 指南

做了两个小任务后重新回顾中断,以下使两个项目的链接,中断回调函数经常被使用,要深刻理解它的意义.另外如果有时间,会在写一篇HAL库的名称介绍,感谢支持就是这

电动车报警系统https://blog.csdn.net/2301_76153977/article/details/154188748?spm=1001.2014.3001.5501

智能排队控制系统https://blog.csdn.net/2301_76153977/article/details/154238447?spm=1001.2014.3001.5501

本篇将围绕三个大版块并结合上面两个小项目的经验来讲述中断

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1 什么是中断

中断是单片机正在执行程序时，由于内部或外部事件的触发，打断当前程序，转而去处理这一事件，当处理结束后再回到原来被打断的地方继续执行原程序的过程。

要深入理解上面该中断图，比如

systick模拟多线程实验时，为什么两个小灯不同频率闪烁的代码写在中断服务函数里，就能实现功能呢？

答：SysTick 通常配置为每 1ms 产生一次中断

每次中断时，这个函数自动被调用，执行完中断软件再回到断点

函数内部维护两个任务的计时器，完成：

• 任务1：每秒执行一次（1000ms）
• 任务2：每0.5秒执行一次（500ms）

在main函数的HAL_Init()函数中默认设置的是每过1ms调用一下中断函数systick_isr()，相当于每过1ms都会检测task1和task2的cnt计数情况。就是每过1ms调用一次中断函数systick_isr()，这1ms后就实现systick_isr()中1000ms的led1和500ms的led2闪烁

2 为什么要中断

2.1 中断的意义

中断的主导意义在于提高CPU的效率，而不会一直占用CPU，实现对突发事件的实时处理，以及实现应用的并行化和嵌入式系统进程之间的切换。相较于轮询方式（即按照一定的频率和周期不断地检测某些事件的发生），中断在处理一些偶然发生的事情时效率更高。

• 在链接1中,当振动传感器感受到振动时，PA4收到低电平,用HAL_GPIO_ReadPin读PA4,若是是低电平0（GPIO_PIN_RESET），则标志位为1,此代码在中断回调函数中实现
• 在链接2中,通过中断建立红外传感器功能,即倘若PB4是低电平,则为检测到有人,此代码也在中断回调函数中实现

通过链接1可能初识了中断,这两个案例中还出现了中断服务函数,其实不只这些,中断其实很丰富的,都有什么呢

2.2 中断执行流程

当中断发生时，STM32的执行流程如下：首先，由外设发出中断请求；然后，处理器暂停当前执行的任务，保护现场（如将当前位置的PC地址压栈）；接着，脚本跳转到对应的中断服务程序（ISR）并执行；中断服务程序执行完毕后，恢复现场（如将栈顶的值送回PC）；最后，处理器返回到被中断的位置，继续执行下一个指令。

链接1电动车报警体系中,振动传感器一感受到振动PB4就输出低电平给STM32开发板,相当于PB4发出中断请求,程序跳到中断服务程序并执行,它执行完处理器返回到被中断的位置执行下一个指令

3 STM32中断

3.1 函数名词解释

HAL_NVIC_SetPriority	设置中断线的优先级	HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 2, 0); // 设置EXTI15_10中断线的优先级
HAL_NVIC_EnableIRQ	使能中断	HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);   // 使能中断
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler	处理中断请求	HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_12);
HAL_GPIO_EXTI_Callback	EXTI线路检测回调	void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

中断服务函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler会自动调用中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback,

看链接1的一部分代码

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_12);
}

对于上面代码,结合HAL库定义,意思是先检查指定的EXTI中断线是否被声明,即是否拿到12号中断线,如果它不为0,清除12号中断线,调用关于12引脚的中断回调函数

常用的函数有这几种,不要慌,下面将会讲到它们之间的关系,和什么时候调用~

3.2 STM32中断框图

3.2.1 NVIC

是STM32中的中断控制器。它负责管理和协调处理器的中断请求，是STM32中处理异步事件的要紧机制。

当一个中断请求到达时，NVIC会确定其优先级并决定是否应该中断当前执行的应用，以便及时响应和处理该中断请求。

NVIC配置方法

设置中断分组 → 设置中断优先级 → 使能中断

设置中断分组一般在 HAL_Init 函数中进行。

3.2.2 EXTI

EXTI 是External Interrupt的缩写，表示外部中断事件控制器。

满足条件，会中断CPU的主程序，使 CPU 转而执行 EXTI 对应的就是EXTI 行监测指定 GPIO 口的电平信号变化，并在检测到指定条件时，向内核的中断控制器NVIC 发出中断申请。NVIC 在裁决后，若中断服务程序。

a AFIO

AFIO 是Alternate Function Input/Output的缩写，表示复用作用 IO，主要用于实现 I/O 端口的复用能力以及外部中断的控制。

STM32上有很多 I/ O口以及内置外设（如I2C、ADC、ISP、USART等）。为了节省引出管脚的数量，这些内置外设通常与 I/O口共用管脚，即 I/O 管脚具有复用功能。例如，一个 GPIO 管脚除了可以作为普通的I/O端口外，还可以被复用为某个内置外设的功能引脚。

3.3 中断配置流程