新手入门之stm32中断系统

发布时间:2023-01-12  

今天给大家说的是关于stm32中断系统的一些知识,中断相信大家都知道在stm32当中应用的非常的多,不管是自学还是参加一些学习机构都会学这部分,所以我在这里先给大家大概的普及一下stm32中断的东西以及一些应用。

依然老样子先文字解释在视频细致讲解!!!

我们进如今天的主题首先我们先来看一下STM32中断系统的内容概要:

  中断的基本概念

  嵌套向量控制器NVIC

  中断及异常向量表

  中断优先级

  中断的基本概念:

  处理器中的中断:在处理器中,中断是一个过程,即CPU在正常执行程序的过程中,遇到外部/内部的紧急事件需要处理,暂时中止当前程序的执行,转而去为处理紧急的事件,待处理完毕后再返回被打断的程序处继续往下执行。中断在计算机多任务处理,尤其是即时系统中尤为重要。比如uCOS,FreeRTOS等。

  意义:中断能提高CPU的效率,同时能对突发事件做出实时处理。实现程序的并行化,实现嵌入式系统进程之间的切换。

  中断处理过程:

  进入中断:

   处理器自动保存现场到堆栈里

   {PC, xPSR, R0-R3, R12, LR}

   一旦入栈结束,ISR便可开始执行

   晚到的中断会重新取ISR地址,但无需再次保存现场

  退出中断:

   中断前的现场被自动从堆栈中恢复

   一旦出栈完成,继续执行被中断打断的指令

   出栈的过程也可被打断,使得随时可以响应新的中断,而不再进行

  现场保存


  STM32F0中断的体系结构:


  NVIC的主要功能:

  中断管理

  支持异常及中断向量化处理

  支持嵌套中断

  中断管理:

  Cortex-M0处理器中,每一个外部中断都可以被使能或者禁止,并且可以被设置为挂起状态或者清除状态。处理器的中断可以电平的形式的,也可以是脉冲形式的,这样中断控制器就可以处理任何中断源。


  中断和异常向量表:

  STM32F0中断和异常向量:

  Cortex-M0内核可以处理15个内部异常,和32个外部中断。

  STM32F051实际上只使用了6个内部异常和28个外部中断。

  当异常或中断发生时,处理器会把PC设置为一个特定地址,这一地址就称为异常向量。每一类异常源都对应一个特定的入口地址,这些地址按照优先级排列以后就组成一张异常向量表。

  向量化处理中断的好处:

  统的处理方式需要软件去完成。采用向量表处理异常,M0处理器会从存储器的向量表中,自动定位异常的程序入口。从发生异常到异常的处理中间的时间被缩减。

  注:中断和异常的区别:中断是微处理器外部发送的,通过中断通道送入处理器内部,一般是硬件引起的,比如串口接收中断,而异常通常是微处理器内部发生的,大多是软件引起的,比如除法出错异常,特权调用异常等待。不管是中断还是异常,微处理器通常都有相应的中断/异常服务程序。

  嵌套中断:

  STM32F0中断的优先级:

  3个固定的优先级,都是负值,不能改变

  四个可编程优先级,用两个bit位表示,00,01,10,11

  优先级越小优先级越高

  注:不同优先级的中断同时发生,优先处理优先级编号较小的那个 同样优先级的中断同时发生,中断向量号较小的那个优先响应。

  外部中断控制器EXTI

  内容概要:

  外部中断控制器EXTI

  系统配置控制器SYSCFG

  外部中断/事件框图

  外部中断控制器EXTI:

  在 STM32F05x 中,共有最多 28 中断 / 事件线可用:

  GPIO 口连接到 16 个外部中断 / 事件线

  系统配置控制器 (SYSCFG):

  该器件具有一组配置寄存器。系统配置控制器的主要用途如下:

  ● 在部分 IO 口上启用或禁用 I2C 超快模式 (Fast Mode Plus) 。

  ● 重映射部分从 TIM16 和 TIM17 , USART1 和 ADC 的 DMA 触发源到其它不同的 DMA 通道上。

  ● 重映射存储器到代码起始区域。

  ● 管理连接到 GPIO 口的外部中断。

  ● 管理系统的可靠性特性。

  SYSCFG 外部中断配置寄存器 1-4 (SYSCFG_EXTICR1—4):

  外部中断 / 事件框图:

  按键中断实例

  内容概要:

  按键原理图分析

  按键中断编程步骤分析

  按键中断编程实例

  按键原理图分析:

  按键中断编程步骤分析:

  1、使能相应的时钟

  2、配置GPIO管脚为中断功能

  3、设置中断优先级

  4、使能相应的中断

  5、实现中断服务程序

  按键中断编程实例:

  配置引脚功能:

  设置串口:

  打开中断:

  设置中断触发方式:

  导出工程:

  追入向量表中对应的函数:

  继续往下追相应的函数:

  需要重新编写的中断处理程序:

  重新编写中断处理程序并添加必要的头文件:

  串口中断实例

  内容概要:

  原理图分析

  串口中断编程步骤分析

  串口中断编程实例

  串口原理图分析

  串口中断编程步骤分析:

  1、使能相应的时钟

  2、配置GPIO管脚为串口功能

  3、设置中断优先级

  4、使能相应的中断

  5、实现中断服务程序

  串口中断编程实例:

  引脚功能选择为串口功能

  设置通信协议

  打开对应中断

  在中断向量表中找到对应的向量,往里面追

  串口接收中断的实现

  找到串口接收模式下的函数,继续往里面追

  找到回调函数并改写

  改写代码如下:

  main.c中定义一个全局变量用于存放字符串,并将串口接收中断使能:

  uint8_t buf[10];

  HAL_UART_Receive_IT(&huart1, buf, 1); //串口接收中断使能(这里设置的是接收一个字符就中断)

  在usart.c中重新编写回调函数:


extern uint8_t buf[10];

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

if(huart->Instance==USART1)

{

//HAL_UART_Transmit(&huart1, "receive success!n", 17, 100);

printf("receive success : %cn", buf[0]); //如果调用printf函数,则需要重新编写fputc函数

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, buf, 1); //每次调用中断程序后都要重新使能

}

}

重新编写fputc函数如下:

int fputc(int ch,FILE *f){

while((USART1->ISR&(1<<7)) == 0);

USART1->TDR=(uint8_t)ch;

return ch;

}

  测试结果:

  串口发送中断的实现

  串口发送中断使能:

  HAL_UART_Transmit_IT(&huart1, "TXn", 3);//串口发送中断使能

  追加到回调函数:

  重新编写回调函数:


void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)

{

if(huart->Instance==USART1)//判断是否为串口1的发送中断

{

printf("tx success!n");//如果发生中断,则打印一句话

}

}

  测试结果:


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