stm32cubemx rtc alarm中断

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幸福的地图 2025-01-05 10:52:22

文章标签 单片机 stm32 嵌入式硬件优先级外部中断 文章分类 机器学习人工智能

1.中断概念

中断指的是在计算机工作期间，出现了需要立即停止正在运行的程序，转而去处理意外发生的情形。发生中断之后，CPU会去执行事先写好的处理中断的代码，处理完成后回到被打断的位置继续执行。

编写中断程序需要注意事项：

a.中断处理程序执行事件尽量短（不能睡眠以及延时），给其他程序让出CPU。

b.中断程序中访问的共享数据必须进行保护。

Stm32中断流程，Stm32中，中断源产生中断信号，提交给向量中断控制器（NVIC），中断控制器做进一步处理再提交给CPU,CPU执行中断处理中断处理程序

stm32cubemx rtc alarm中断_单片机

2.向量中断控制器（NVIC）

(1)NVIC介绍

NVIC外部中断(中断信号来自于芯片外部),一共有23个外部中断源，包括16个GPIO中断和7个其他中断。

stm32cubemx rtc alarm中断_嵌入式硬件_02

(2)中断优先级 (数字越小，优先级越高) 这点需要特别注意。

stm32的中断优先级分为2类：抢占优先级和响应优先级

抢占优先级：抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断

响应优先级：响应优先级高的不能打断响应优先级低的中断，当两个抢占优先级相同的两个中断同时发生，CPU优先处理响应优先级比较高的中断。抢占优先级和响应优先级一起最多占8位或者4位字节，配置两个优先级所占的位数叫做中断优先级分组。

stm32cubemx rtc alarm中断_优先级_03

以上NVIC的配置，通过库函数NVIC_Init（）来实现

优先级分组是通过NVIC_PriorityGroupConfig来配置，该函数只能在程序开头调用，并且只能调用一次

NVIC配置函数

void NVIC_Init  (NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);
//传入NVIC初始化结构体
typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                     /*!< 中断通道 @ref IRQn_Type */
  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;      /*!< 抢占优先级 */
  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;            /*!< 响应优先级 */
  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;          /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */  
} NVIC_InitTypeDef;

优先级分组配置函数

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);

参数：

*     @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0 bits for pre-emption priority
  *                                                    4 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bits for pre-emption priority
  *                                                     3 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bits for pre-emption priority
  *                                                     2 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bits for pre-emption priority
  *                                                    1 bits for subpriority
  *     @arg NVIC_PriorityGroup_4:4 bits for pre-emption priority
  *                                                    0 bits for subpriority

3.外部中断源EXIT

（1）EXIT主要的特性（在编写程序时常用特性）

每个中断/事件线上都具有独立的触发和屏蔽

每个中断线具有专用的状态位

支持多达23个软件事件/中断请求

（2）EXIT处理框图

stm32cubemx rtc alarm中断_stm32_04

（3）外部中断源映射

在stm32中，一共有16个GPIO中断，stm32中的GPIO引脚，一共有16(A~I)组引脚，每一个GPIO都能配置成一个外部中断，通过不同的引脚序号将不同中断触发源分成不同的组，这也是stm32的一个强大之处。

PA0,PB0,PC0, ... ...PH0,PI0为一组中断源，以此类推，一共有16组中断源，每一组只能有一个中断触发源工作，那么，整个中断源做多工作的也就16个外部中断。STM32F103 的中断控制器⽀持 19 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。STM32F103 的19 个外部中断为：

中断线 0~15：对应外部 IO 的输入中断。

中断线 16：连接到 PVD 输出。

中断线 17：连接到 RTC 闹钟事件。

中断线 18：连接到 USB 唤醒事件

stm32cubemx rtc alarm中断_单片机_05

注意：GPIO设置为外部中断时需要将其配置为中断模式

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4.编程实现GPIO中断，主要步骤如下。

工程中添加中断库函数文件

stm32cubemx rtc alarm中断_外部中断_06

（1）配置中断优先级分组，下面函数中，抢占优先级和响应优先级一共占4位

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);

参数： //抢占优先级占0位，响应优先级占4位

* @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0 bits for pre-emption priority * 
                                                  4 bits for subpriority 
 * @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bits for pre-emption priority *
                                                   3 bits for subpriority
 * @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bits for pre-emption priority * 
                                                   2 bits for subpriority
 * @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bits for pre-emption priority *
                                                  1 bits for subpriority
 * @arg NVIC_PriorityGroup_4: 4 bits for pre-emption priority *
                                                   0 bits for subpriority

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（2）外部中断源初始化

（3）GPIO时钟和SYSCFG时钟初始化

RCC_AHB1...                                           //初始化GPIO时钟，此处省略
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);  //初始化SYSCFG时钟

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（4）GPIO配置为输入模式

GPIO_init(); //此处省略

设置GPIO和外部中断线的关系

Void SYSCFG_EXITLineConfig(uint8_t EXIT_PortSourceGPIOx,uint8_t EXIT_PinSourcex);

参数：EXIT_PortSourceGPIOx             // 哪一组引脚

      EXIT_PinSourcex                  // 哪个脚

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（5）初始化外部中断

void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

参数：

typedef struct

{
  uint32_t EXTI_Line;               /*!< 哪条外部中断线 @ref EXTI_Lines */  
  EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;     /*!< 模式选择 事件/中断 @ref EXTIMode_TypeDef */
  EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; /*!< 触发边沿选择 @ref EXTITrigger_TypeDef */
  FunctionalState EXTI_LineCmd;     /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */
} EXTI_InitTypeDef;

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NVIC向量中断控制器初始化

（6）初始化NVIC

void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct); 
//传入NVIC初始化结构体

typedef struct

{ 
   uint8_t NVIC_IRQChannel; /*!< 中断通道 @ref IRQn_Type */
   uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; /*!< 抢占优先级 */
   uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; /*!< 响应优先级 */
   FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */
} NVIC_InitTypeDef;

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（7）实现中断处理函数

函数名在启动文件的异常向量表中去找，比如：EXTI0_IRQHandler

中断处理函数无参无返回值

中断处理函数中必须清除中断标志

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（8）清除中断标志位

void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);
//传入初始化的外部中断线

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按下S1,监控MQ2状态，超标则蜂鸣器报警；按下S2，D1闪烁

key.h

#ifndef _KEY_H_
#define _KEY_H_

#define S1 PAin(0)
#define S1 PAin(2)
#define S1 PAin(3)
#define S1 PAin(4)

void key_init(void);
void exti_init(void);

#endif

key.c

#include<stm32f4xx.h>
#include<key.h>

void key_init(void)
{
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
   RCCAHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1periphGPIOA|RCC_AHB1periphGPIOE,ENABLE);

   GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
   GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0
   GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct)

   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
   GPIO_Init(GPIOE,GPIO_InitStruct);
}

void exit_init(void)
{   
     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
     EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;
     NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    
     //开启时钟
     RCCAHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1periphGPIOA|RCC_AHB1periphGPIOE,ENABLE);
     RCCAHB1PeriphClockCmd(RCC_ABH2Periph_SYSCFG,ENABLE);
     //GPIO初始化
     GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
     GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_0;
     GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct);
   
     GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
     GPIO_Init(GPIOE,GPIO_InitStruct);

     //设置GPIO与外部中断线的映射关系
     SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource0);
     SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource2);
     SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource3);
     SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource4);


    //初始化外部中断
     EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line2|EXTI_Line3|EXTI_Line4;//外部中断线0
     EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
     EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿
     EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
     EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    
    //初始化NVIC
    //**************************************************************************
    EXT0_IRQn
    EXT2_IRQn
    EXT3_IRQn
    EXT4_IRQn   外部中断通道是枚举结构体，不能按位或运算

  *****************************************************************************//
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannal = EXT0_IRQn ;//通道0
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalPreemptionPriority = 0x1;//抢占优先级
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalSPriority = 0x1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalCmd = ENABLE; 
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);   

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannal = EXT2_IRQn ;//通道2
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalPreemptionPriority = 0x1;//抢占优先级
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalSPriority = 0x1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalCmd = ENABLE; 
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);   

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannal = EXT3_IRQn ;//通道3
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalPreemptionPriority = 0x1;//抢占优先级
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalSPriority = 0x1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalCmd = ENABLE; 
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);   

    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannal = EXT4_IRQn ;//通道4
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalPreemptionPriority = 0x1;//抢占优先级
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalSPriority = 0x1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannalCmd = ENABLE; 
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);   
              
}

//外部中断处理函数
void EXTI0_IRQHandler（void）
{
   //中断程序需要完成的工作
   D1 = ~D1;
  //清除中断标志位
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);

}


void EXTI2_IRQHandler（void）
{
   //中断程序需要完成的工作
   D2 = ~D2;
  //清除中断标志位
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);

}

void EXTI3_IRQHandler（void）
{
   //中断程序需要完成的工作
   D3 = ~D3;
  //清除中断标志位
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);

}

void EXTI4_IRQHandler（void）
{
   //中断程序需要完成的工作
   D4 = ~D4;
  //清除中断标志位
  EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);

}

mq2.h

#ifndef _MQ2_H_
#define _MQ2_H_

#include<sys.h>
#define MQ2 PAin(2)
void mq2_init(void)
#endif

mq2.c

#include<stm32f4xx.h>
#include<key.h>
include<led.h>


void mq2_init(void)
{
  GPIO_IiitTypeDef GPIO_InitStruct;
  RCCAHB1PerichClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);

  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
  GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin  = GPIO_Pin_2;//PA2
  GPIO_Init(GPIOA,GPIO_InitStruct); 

}

main.c

#include<stm32f4xx.h>
#include<include.h>

int main()
{
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
    mq2_init();
    exit_init();
   
    while(1)
   {
       if(MQ2)
           D1=1;
       else
      {  
         D1=0;
      }
   }
}

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