嵌入式系统设计(STM32)第4讲ppt课件.ppt

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1、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

2、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4.4 STM32中断寄存器4.5 STM32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

3、行中断服务程序。,返回,4.2 中断源,ARM cortex_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C

4、M3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115，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

5、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（programmable voltage detector）输出EXTI17：RTC（ real-time clock）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)；

6、 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

7、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,EXTIx3:0：EXTIx配置(x = 0 3) (EXTIx configuration) 这些位可由软件读写，用于选择EXTIx外部中断的输入源。0000：PAx引脚0001：PBx引脚0010：PCx引脚0011：PDx引脚 0100：PEx引脚01

8、01：PFx引脚0110：PGx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： void GPIO_EXTILineConfig(u8 GPIO_PortSource, u8 GPIO_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：/* Selects PB.8 as EXTI Line 8 */ GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSource_GPIOB, GPIO_Pi

9、nSource8);,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：/* Enables externa

10、l lines 12 and 14 interrupt generation on falling edge */ EXTI_InitTypeDef EXTI_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;

11、EXTI_Init(,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： /* Configure

12、 the Priority Grouping with 1 bit */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);,4.4 STM32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。EXT

13、I_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_I

14、nitStruct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： void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_Init

15、Struct) 输入参数： EXTI_InitStruct-指向结构EXTI_InitTypeDef的指针。,EXTI_InitTypeDef定义于文件“stm32f10 x_exti.h”： typedef struct u32 EXTI_Line; EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;EXTIrigger_TypeDef EXTI_Trigger;FunctionalState EXTI_LineCmd; EXTI_InitTypeDef;,EXTI_Line：EXTI_Line0 - EXTI_Line18，其中之一。EXTI_Mode： EXTI_Mode_Event

16、 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： /* Enables external lines 12 and 14 interrupt generation on falling edge */ EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1

17、2 | EXTI_Line14; EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(,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： FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(u32 EXTI_Line) 输入参数： EXTI_Line-待检查的EXTI线路标志位。

18、返回值： EXTI_Line的新状态（SET或者RESET）例： /* Get the status of EXTI line 8 */ FlagStatus EXTIStatus; EXTIStatus = EXTI_GetFlagStatus(EXTI_Line8);,固态函数库的编码规则,布尔型typedef enum FALSE = 0, TRUE = !FALSE bool;,标志位状态类型typedef enum RESET = 0, SET = !RESET FlagStatus;,错误状态类型typedef enum ERROR = 0, SUCCESS = !ERROR Er

19、rorStatus;,功能状态类型 typedef enum DISABLE = 0, ENABLE= !DISABLE FunctionalState;,固态函数库定义了24个变量类型，它们的类型和大小是固定的。,typedef signed long s32; typedef signed short s16; typedef signed char s8; typedef signed long const sc32; /* Read Only */ typedef signed short const sc16; /* Read Only */ typedef signed char

20、const sc8; /* Read Only */ typedef volatile signed long vs32; typedef volatile signed short vs16; typedef volatile signed char vs8; typedef volatile signed long const vsc32; /* Read Only */ typedef volatile signed short const vsc16; /* Read Only */ typedef volatile signed char const vsc8; /* Read On

21、ly */,typedef unsigned long u32; typedef unsigned short u16; typedef unsigned char u8; typedef unsigned long const uc32; /* Read Only */ typedef unsigned short const uc16; /* Read Only */ typedef unsigned char const uc8; /* Read Only */ typedef volatile unsigned long vu32; typedef volatile unsigned

22、short vu16; typedef volatile unsigned char vu8; typedef volatile unsigned long const vuc32; /* Read Only */ typedef volatile unsigned short const vuc16; /* Read Only */ typedef volatile unsigned char const vuc8; /* Read Only */,函数EXTI_ClearFlag,功能描述：清除EXTI线路挂起标志位。函数原形：void EXTI_ClearFlag(u32 EXTI_Li

23、ne) 输入参数 ：EXTI_Line-待清除标志位的EXTI线路例： /* Clear the EXTI line 2 pending flag */ EXTI_ClearFlag(EXTI_Line2);,函数EXTI_GetITStatus,功能描述：检查指定的EXTI线路触发请求发生与否。 （检查中断请求,函数EXTI_ClearITPendingBit,功能描述：清除EXTI线路挂起位函数原形： void EXTI_ClearITPendingBit(u32 EXTI_Line) 例： /* Clears the EXTI line 2 interrupt pending bit *

24、/ EXTI_ClearITpendingBit(EXTI_Line2);,NVIC库函数,NVIC_DeInit ：将外设NVIC寄存器重设为缺省值NVIC_PriorityGroupConfig： 设置优先级分组NVIC_Init：根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器。NVIC_SetVectorTable：设置向量表的位置和偏移,函数NVIC_PriorityGroupConfig,功能：用来设置优先级分组（先占优先级和从优先级） 函数原形： void NVIC_PriorityGroupConfig(u32 NVIC_PriorityGroup) 例：

25、 /* Configure the Priority Grouping with 1 bit */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);,NVIC_PriorityGroup 描述,函数 NVIC_Init,功能描述：根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器。函数原形： void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct) 输入参数： NVIC_InitStruct-指向结构NVIC_InitTypeDef的指针。,NVIC_InitTypeDef struct

26、ure,NVIC_InitTypeDef定义于文件“stm32f10 x_nvic.h”： typedef struct u8 NVIC_IRQChannel; u8 NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; u8 NVIC_IRQChannelSubPriority; FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; NVIC_InitTypeDef; NVIC_IRQChannelCmd：指定了在成员NVIC_IRQChannel中定义的IRQ通道被使能还是失能,NVIC_IRQChannel值,EXTI0_IRQChannel： 外部中断

27、线0中断EXTI1_IRQChannel： 外部中断线1中断EXTI2_IRQChannel： 外部中断线2中断EXTI3_IRQChannel： 外部中断线3中断EXTI4_IRQChannel： 外部中断线4中断EXTI9_5_IRQChannel： 外部中断线9-5中断EXTI15_10_IRQChannel： 外部中断线15-10中断TIM2_IRQChannel： TIM2全局中断TIM3_IRQChannel： TIM3全局中断TIM4_IRQChannel： TIM4全局中断,例： NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* Configure

28、 the Priority Grouping with 1 bit */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); /* Enable TIM3 global interrupt with Preemption Priority 0 and Sub Priority as 2 */ NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IR

29、QChannelSubPriority = 2; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_InitStructure(,函数NVIC_StructInit,功能描述：把NVIC_InitStruct中的每一个参数按缺省值填入。 成员 缺省值 NVIC_IRQChannel 0 x0 NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 0 NVIC_IRQChannelSubPriority 0 NVIC_IRQChannelCmd DISABLE例： NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruc

30、ture; NVIC_StructInit(,返回,4.6 中断编程举例,定义变量声明函数主程序配置时钟配置中断优先级配置GPIO配置EXTI主循环4个LED循环点亮中断服务函数1,2灯和3,4灯交替点亮5次,#include stm32f10 x_lib.h ErrorStatus HSEStartUpStatus;extern vu32 TimingDelay;u8 ReadValue1,ReadValue2,ReadValue3,ReadValue4;void RCC_Configuration(void);void GPIO_Configuration(void);void NVIC_

31、Configuration(void);void EXTI_Configuration(void);extern void Delay(vu32 nTime);,int main() RCC_Configuration();/* 配置系统时钟 */ NVIC_Configuration(); /* 配置中断优先级 */ GPIO_Configuration();/* IO口初始化 */EXTI_Configuration(); /* 配置外部中断 */ while(1) GPIOC-ODR = 0 xfffffffe; /* PC0=0 - 点亮D2 */ Delay(8000000);GPI

32、OC-ODR = 0 xfffffffd;/* PC1=0 - 点亮D3 */Delay(8000000);GPIOC-ODR = 0 xfffffffb; /* PC2=0 - 点亮D4 */Delay(8000000);GPIOC-ODR = 0 xfffffff7; /* PC3=0 - 点亮D5 */Delay(8000000); ,void RCC_Configuration() /系统时钟配置，略。 /使能外设时钟RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_AFI

33、O,ENABLE);void Delay(vu32 nCount) /* 延时 */ for(; nCount != 0; nCount-);,void EXTI_Configuration()GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource3);EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line3;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructu

34、re.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_Init(,void NVIC_Configuration()NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; /* Set the Vector Table base location at 0 x20000000 */ /设置向量表的位置和偏移 #ifdef VECT_TAB_RAM NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0 x0); #else /* VECT

35、_TAB_FLASH Set the Vector Table base location at 0 x08000000*/ NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0 x0); #endif /* Configure one bit for preemption priority */ NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPree

36、mptionPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(,void GPIO_Configuration() /* IO口初始化 */ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /* PA0PA3口配置为输入 */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pi

37、n_3; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz; GPIO_Init(GPIOA, ,中断服务程序,void EXTI3_IRQHandler(void) int i=0;if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3) != RESET) EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);for(i=0;iODR = 0 xfffffff0; Delay(0 x400000);GPIOC-ODR = 0 xff

38、ffffff; Delay(0 x400000);,返回,练习题四,中断是指（）中断系统包括（）、（）、（）。STM32有（）个中断源，其中（）个异常，（）中断。外部中断EXTI有（）个。GPIO引脚都可以作为中断输入端，映射到内部（）中断通道。EXIT0对应的GPIO引脚是（）、（）、（）、（）、（）。中断请求的触发方式有（）、（）、（）。STM32中断优先级包括（）优先级和（）优先级。只有（）优先级高，才可以实现中断嵌套。中断嵌套是指（）。STM32有（）组优先级控制方式，一个系统中只能选用其中一组。当抢占优先级和副优先级都相同时，按照（）决定响应顺序。中断服务程序全部保存在stm32f1

39、0 x_it.c文件中，中断服务程序（子函数）名为（ ），函数是空的，可在其中编写代码。中断服务函数也可以放在main.c中。,13. GPIOA.0作为中断请求输入端，下降沿触发。完成下列中断初始化配置程序。void EXTI_Configuration() GPIO_EXTILineConfig(（）,（）);EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = （）;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = （）;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = （）;E

40、XTI_InitStructure.EXTI_LineCmd =（）;EXTI_Init(,14. 设置GPIOA.0和GPIOA.1上拉输入。void GPIO_Configuration( ) GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = （ ）; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = （ ）; GPIO_Init(GPIOA, ,15. 配置外部中断EXIT0抢占优先级为2级，副优先级为3级。void NVIC_Configuration() NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_（ ）); NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI（）_IRQn; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =（）; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = （ ）; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =（ ）; NVIC_Init(,返回,