拔出式开发之stm32外部中断的基本写法

实验目的

了解外部中断的原理、作用并熟悉其c语言实现。本次实验做一个简易计数器，当按下按键时计数器的值+1，并实时显示在oled屏上。

实验过程

硬件部分

如图接线：

由于没有按键，这里我使用一个碰撞开关代替。这个模块需要单独供电，不过用法和按键一样。

软件部分

首先开启时钟：

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

需要同时用到GPIOB和AFIO引脚，所以时钟也要一起开。 GPIO_EXTILineConfig 要写AFIO的EXTICR寄存器。如果AFIO时钟没开，写操作无效或未定义行为。

PB1接的是开关，初始化为上拉输入模式：

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

后面外部中断需要用这个PB1来触发，所以要把它映射到一个中断通道上，这里映射为EXTI1：

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);

这个函数修改AFIO的 EXTICR 寄存器组（AFIO->EXTICR[x]），将EXTI1的端口来源设置为PORTB。EXTI 有 0..15 条线，每条线对应引脚编号（0 对应 Px0，1 对应 Px1 …）。但“端口”可以是 A/B/C…中的任意一个，必须通过 AFIO 映射选择哪一个端口的引脚作为该 EXTI 线的源。

配置中断，关键在于EXTI_Trigger属性，选择触发方式。如果希望在按下按键时触发，就配置为下降沿触发EXTI_Trigger_Falling：

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

这段代码指定了要配置的EXTI中断线为EXTI1，并把模式指定为中断模式（如果EXTI_Mode填EXTI_Mode_Event就是事件配置了）。最后，EXTI_LineCmd负责使能（写入 IMR 掩码位），否则刚才的配置都无效。

下面是重点，配置NVIC（嵌套向量中断控制器），需要指定这次中断的优先级属性。首先选择通道，EXTI1中断线对应的是NVIC中的EXTI1_IRQn通道：

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;

然后设置抢占优先级和响应优先级。注意，如果不手动指定优先级组，Cortex-M3中的默认组是2，即2位的抢占和响应优先级，只能写0-3，不要超出了，我这里都设为1：

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;

最后使能中断通道（等效于在 NVIC->ISER 寄存器写 1）：

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

这样就可以写中断回调函数了，即中断时需要做什么：

void EXTI1_IRQHandler(void) {
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET) {
        Delay_ms(20);
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) {
            counter++;
            OLED_ShowNum(1, 1, counter, 5);
        }
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
    }
}

第一个判断条件EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET检查 EXTI 线路的中断挂起标志（PR 寄存器）是否被置位。因为一个中断向量有时可能由多条EXTI线触发（例如 EXTI9_5_IRQHandler），所以先判定是哪条线触发是好习惯。

用Delay做简单的防抖空过安检抖动时间，之后再次读引脚状态看看开关是否被按下，如果按了就触发计数器和oled屏刷新。

最后，一定要清中断挂起位（写 1 到 PR 对应位）。如果不清，pending 位仍旧为 1，NVIC 会认为中断还未被处理，可能会马上重新进入 ISR（死循环）。所以清标志是必须的（通常在 ISR 末尾或开始都可以，但要确保清标志时机和逻辑正确）。

实验结果

试验成功，编译下载后可以实现实验目标。

改进与反思

对CPU来说，中断已属节外生枝，为了不耽误主程序和其它中断执行，在回调函数中应该尽量避免写I2C的操作。比较合适的做法是在中断中只更改状态，把写I2C的部分移到主程序：

volatile uint8_t key_flag = 0;
void EXTI1_IRQHandler(void) {
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET) {
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); // 先清标志
        key_flag = 1;
    }
}

while (1) {
    if (key_flag) {
        Delay_ms(20);
        if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) {
            counter++;
            OLED_ShowNum(1, 1, counter, 5);
        }
        key_flag = 0;
    }
}