嵌入式学习（九）—STM32外部中断

以下举例说明，如何配置

1. 例如设置组2，那么此时所有的82个中断，每个中断优先级寄存器的高四位中最高2位是抢占优先级，低2位是响应优先级，此处有一个小技巧，比如0组，在配置AIRCR的[10:8]位时，正好是0的取反值，即111，依次类推，001（1组）->110，010（2组）->101,011（3组）->100,100（4组）->011。

2. 根据上表可知，抢占优先级和子优先级的高4位是如何分配的，与中断分组息息相关，那么在配置IP寄存器的时候，应该考虑到：

   1）抢占优先级和响应优先级的分配和分组有关系，那么就借助中断分组这个桥梁来进行位的计算。

   2）根据以上分析可知，

   (0)组：(0)抢占-(4)响应、

   (1)组：(1)抢占-(3)响应、

   (2)组：(2)抢占-(2)响应、

   (3)组：(3)抢占-(1)响应、

   (4)组：(4)抢占-(0)响应。

   抢占优先级在寄存器中占的位数：设x为组别，（4-x）就是要左移或者右移的位数，如何判断左移还是右移，根据IP寄存的高4位为抢占优先级和子优先级的位数，并且抢占优先级在前，子优先级在后，所以能知道抢占优先级的位数为<<(4-x)位，如果0组，那么抢占优先级的位数为0，即左移4位，即在IP寄存器高4位没有抢占优先级的位，以此类推，所以抢占优先级在寄存器占的位数 = 抢占优先级数<<(4-x);

   子优先级在寄存器中所占的位数：子优先级在抢占优先级的后面，那么计算位数就得右移，子优先级位数为(0x0f>>x)。要用0x0f当一个介质，0000 1111正好是后四位为1，如果右移某一位，那么就少一个1，比如分组为1，子优先级位数为3（子优先级可以为0级、1级、2级、3级...7级，假设为7级，那么）0x0f>>1-->00001111 -->>1 -->0000 0111,根据分组为1时抢占优先级位数为1，子优先级位数为3正好满足要求.

3. 所以IP寄存器的高四位应该这么设置:设一个u32的temp变量，抢占优先级为PreemptionPriority，子优先级为SubPriority则：

4. temp = PreemptionPriority << (4-x);  temp |= SubPriority&(0x0f>>x);   现在有了抢占优先级和子优先级的位数了，那么接下来就应该判断是哪一个中断了。根据“中断优先级控制的寄存器组。由240个8Bit的寄存器组成，每个可屏蔽中断占用8bit，这样总共可以表示240个可屏蔽中断。比如像STM32F429只用到了其中的91个。IP[90]~IP[0]分别对应中断90~0”这句话，我们知道一共有多少个中断，并且每个中断的序号也都知道，那么我们到底需要设置哪个中断的哪个通道呢？

5. 设置中断组和中断号：ISER中断使能寄存器可得要使能哪一个中断组和中断号？（每一个中断组一共有32个中断，32位寄存器，每一位代表一个中断）。我们可以这么考虑：首先我们知道中断号一共就0,1,2这三个，0有32个中断，1有32个中断，2有18个中断，一共82个中断。ISER[?]这里面的值应该这么计算呢？中断组有一个共同的特点就是都有32个中断，我们何不尝试对32取整、第几个中断那就对32取余呢？恩，豁然开朗啊。SO，设x为中断的编号，则ISER[X/32] |= 1<< X%32，“或”用来不改变其他位的值作用。真的是一举两得啊，不仅把中断组确定好了，还把哪一个中断确定下来并置位。

6. 外部IO口的中断还需一个寄存器配置，也就是外部中断配置寄存器EXTICR.

   STM32F407 的 EXTI 控制器支持 23 个外部中断/事件请求每个中断设有状态位，每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。STM32F407 的 23 个外部中断为：

   线 0~15：对应外部 IO 口的输入中断。

   线 16：连接到 PVD 输出。

   线 17：连接到 RTC 闹钟事件。

   线 18：连接到 USB OTG FS 唤醒事件。

   线 19：连接到以太网唤醒事件。

   线 20：连接到 USB OTG HS 唤醒事件。

   线 21：连接到 RTC 入侵和时间戳事件。

   线 22：连接到 RTC 唤醒事件

   从上面可以看出，STM32F4供IO口使用的中断线只有16个，但是STM32F4的IO口却远远不止16个，那么STM32F4是怎么把16个中断线和IO口一一对应起来的呢？于是STM32就这样设计，GPIO的管脚GPIOx.0~GPIOx.15(x=A,B,C,D,E，F,G,H,I)分别对应中断线0~15。这样每个中断线对应了最多9个IO口，以线0为例：它对应了GPIOA.0、GPIOB.0,GPIOC.0,GPIOD.0,GPIOE.0,GPIOF.0,GPIOG.0,GPIOH.0,GPIOI.0。而中断线每次只能连接到1个IO口上，这样就需要通过配置来决定对应的中断线配置到哪个GPIO上了。

   

7. 如图所示，好久没理解这个图啥意思，来回看了好多遍才恍然大悟。比如如我要设置 GPIOB.1 映射到 EXTI1，则只要设置 EXTICR[0]的 bit[7:4]为 0001 即可。比如我要设置GPIOE3映射到EXTI3，则只要设置EXTICR[0]的bit[15:12]为0100即可。也就是说EXTIx[15:0]分别对应0-15中断线，而每个中断线只能同时设置一个端口号的中断。比如想设置PB0为外部中断，那么其他的PE0,PD0等等都不能作为外部中断，因为EXTI0的值已经是0001了。也就是说EXTIx[15:0]对应的是端口的0-15引脚，和GPIOx的x无关，与GPIOx有关的是在中断线里的值。你想设置PB3为中断线，那么首先要找的是EXTI3,然后给EXTI3这四个位赋值，确定GPIOx的x值。EXTICR[0]只管了 GPIO 的 0~3 端口，EXTICR[1]只管了4~7端口，EXTICR[2]只管了8~11端口，EXTICR[3]只管了12~15端口。所以EXTICR寄存器一共有0~3四组。

四、外部中断配置函数的编写

1. 首先开启SYSCFG的时钟，然后根据GPIOx的位得到中断寄存器组的编号，即EXTICR的编号，在EXTICR里面配置中断线应该配置到GPIOx的哪个位。然后使能该位的中断，最后配置触发方式。

2. 怎么去配置呢？根据GPIOx的位得到中断寄存器组的编号：假设我们要设置GPIOE15这个引脚为中断引脚，我们可以得知要用中断线15，中断线应该在EXTICR[3]最高四位并且中断线EXTI15的值应该是0100，在EXTICR[3]寄存器中，我们只需左移三个四位就能到达中断线15的位置，每个中断线都是四位，我们为何不把四位看成一个整体进行移呢？所以我们要确定好怎么去移位。SO，有感觉了。左移(BIT%4)*4位，是不是就能够完成所有的位的需求呢？测试一下，15%4*4=12，左移12位，在EXTICR[0]左移12位到达EXTI3,（7%4）*4=12，在EXTICR[1]左移12位到达EXTI7。解决了中断线的问题，不难发现又出现了新的问题。EXTICR[?]怎么确定呢?中断线3：EXTICR[0],3--0,4--1,5--1,7--1,8--2,9--2,10--2,12--3,13--3,14--4，通过这么多数据不难发现，BITx对4取整不就正好对上么，是不是恍然大悟啊！……so,EXTICR组的值应该是EXTICR[BITx/4] |= ?<<(BITx%4)*4,是又是一个新的问题出现了，等式中未知的值应该是什么呢？谁左移这么位呢？？？？应该这么考虑：根据上图所示，每一个GPIOx的分组在EXTICR里面的值都是固定的，也就是自动形成的，比如我们想定义GPIOA，那么在EXTICR里的值就应该是0000，GPIOB-0001,这是ST官方设计的，和我们没有关系。所以我们就知道这个未知的变量是什么呢，当然是GPIOx.即EXTICR[BITx/4] |= GPIOx<<(BITx%4)*4;我们来验证一下，比如GPIOF13引脚作为中断输入口，那么EXTICR[13/4] |=GPIOF<<(13%4)*4========>EXTICR[3] |= 0101<<1*4(左移四位)，配置的正好，Perfect.别忘了我们在置位之前首先要进行清零，即EXTICR[BIT/4] &=~(0X000F<<(BITx%4)*4).这就设置好了EXTICR这个寄存器。

3.使能该位的中断.

IMR：中断屏蔽寄存器。这是一个 32 寄存器。但是只有前 23 位有效。当位 x 设置为 1 时，则开启这个线上的中断，否则关闭该线上的中断。EXTI->IMR |= 1<<BITx,简单的设置完成；

3上升沿或者下降沿.

RTSR：上升沿触发选择寄存器。该寄存器同 IMR，也是一个 32 为的寄存器，只有前 23位有效。位 x 对应线 x 上的上升沿触发，如果设置为 1，则是允许上升沿触发中断/事件。否则，不允许。EXTI->RTSR |= 1<<BITx;

FTSR：下降沿触发选择寄存器。同 RTSR，不过这个寄存器是设置下降沿的。下降沿和上升沿可以被同时设置，这样就变成了任意电平触发了。EXTI->FTSR |= 1<< BITx.

说点题外话，怎么去设计一个通用的GPIO的设置函数呢？

设置一个GPIO我们需要设置如下参数：GPIOx哪个组、BITx组里的哪个引脚、MODE:0~3;模式选择,0,输入(系统复位默认状态);1,普通输出;2,复用功能;3,模拟输入、OTYPE:0/1;输出类型选择,0,推挽输出;1,开漏输出、OSPEED:0~3;输出速度设置,0,2Mhz;1,25Mhz;2,50Mhz;3,100Mh.、PUPD:0~3:上下拉设置,0,不带上下拉;1,上拉;2,下拉;3,保留.根据这些参数我们就可以来设计一个通用GPIO设置的函数了，参数包括：GPIOx、BITx、MODE、OTYPE、OSPEED、PUPD.

1. 好了有了参数，接下来就该想办法怎么去使用这些参数。

   首先我们得考虑输入一个引脚的话我们怎么知道是这个引脚，所以得需要一个遍历，即一个for循环：

   u8 pinpos=0,u8 pos=0,u8 curpin=0;根据名称就可以知道这三个变量的作用，第一个pinpos是需要遍历的变量，pos是一个中间值，curpin是目前的引脚号。

   void GPIO_SET(GPIO_TypeDef* GPIOx,u32 BITx,u32 MODE,u32 OTYPE,u32 OSPEED,u32 PUPD){

   for(pinpos=0;pinpos<16;pinpos++){

   pos = 1<<pinpos;//一个个的位去遍历

   curpin = BITx & pos;//把写入的引脚号与遍历进行对比，检查是否要设置

   if（curpin == pos）{//说明找到了需要设置的引脚

   GPIOx->MODE &= ~(3<<(pinpos*2))//首先清零模式寄存器的值

   GPIOx->MODE |=(MODE<<(pinpos*2));//模式寄存器是两位配置，所以要乘2

   if((MODE==0X01)||(MODE==0X02)){//判断输出模式/复用，输入模式没有速度

   GPIOx->OSPEEDR &= ~(3<<(pinpos*2)); //清除原来的设置

   GPIOx->OSPEEDR |= (OSPEED<<(pinpos*2));//设置新的速度值

   GPIOx->OTYPER &= ~(1<<pinpos);       //清除原来的输出类型

   GPIOx->OTYPER |= (OTYPE<<pinpos);   //设置新的输出类型

   }

   GPIOx->PUPDR &=~(3<<(pinpos*2));       //清除原来的设置

   GPIOx->PUPDR |= (PUPD<<(pinpos*2));   //设置新的上下拉

   }

   }

   要把I/O口作为外部中断输入，有以下几个步骤：

   1） 初始化 IO 口为输入。

   这一步设置你要作为外部中断输入的 IO 口的状态，可以设置为上拉/下拉输入，也可以设置为浮空输入，但浮空的时候外部一定要带上拉，或者下拉电阻。否则可能导致中断不停的触发。在干扰较大的地方，就算使用了上拉/下拉，也建议使用外部上拉/下拉电阻，这样可以一定程度防止外部干扰带来的影响。

   2） 开启 SYSCFG 时钟，设置 IO 口与中断线的映射关系。

   STM32F429 的 IO 口与中断线的对应关系需要配置外部中断配置寄存器 EXTICR，这样我们要先开启 SYSCFG 的时钟，然后配置 IO 口与中断线的对应关系（通过 EXTICR 寄存器设置）。才能把外部中断与中断线连接起来。

   3） 开启与该 IO 口相对的线上中断，设置触发条件。

   这一步，我们要配置中断产生的条件， STM32F429 可以配置成上升沿触发，下降沿触发，或者任意电平变化触发，但是不能配置成高电平触发和低电平触发。这里根据自己的实际情况来配置，同时要开启中断线上的中断。

   4） 配置中断分组（NVIC），并使能中断。

   这一步，我们就是配置中断的分组，以及使能，对 STM32F429 的中断来说，只有配置了NVIC 的设置，并开启才能被执行，否则是不会执行到中断服务函数里面去的。