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STM32学习笔记——中断控制

news 来源：原创 2025/6/25 9:50:43

基础知识：

中断控制

STM32 中断控制是微控制器系统中的关键机制，用于高效处理外部事件和内部异常。以下是其核心概念和工作原理的概述：

1. 中断基本概念

中断定义：CPU 在执行程序时，被内部或外部事件打断，转去执行预先安排好的处理程序（中断服务函数），处理完后返回原程序继续执行。
中断源：
- 外部中断：来自 GPIO 引脚（如按键、传感器触发）。
- 内部中断：定时器溢出、ADC 转换完成、通信接口数据接收等。
- 异常：复位、硬件错误、调试事件等。

2. STM32 中断控制器（NVIC）

STM32 通过嵌套向量中断控制器（NVIC）管理中断，主要特性：

中断优先级：
- 支持多级抢占优先级和子优先级（不同型号位数不同，如 4 位抢占 + 0 位子优先级）。
- 抢占优先级高的中断可打断低优先级中断，形成嵌套。
中断使能 / 禁用：每个中断源可独立配置使能位。
挂起管理：存储待处理的中断请求。

3. 中断处理流程

中断发生：中断源产生有效信号（如上升沿、定时器溢出）。
NVIC 响应：检查中断是否使能及优先级，若允许则挂起该中断。
上下文切换：CPU 保存当前程序计数器（PC）、寄存器等上下文。
执行中断服务函数（ISR）：跳转到对应 ISR 地址执行。
恢复上下文：ISR 执行完毕后，恢复现场，继续执行原程序。

相关代码

对射式红外传感器计次

重要库函数文件编写CountSensor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device headeruint16_t CountSensor_Count;void CountSensor_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}uint16_t CountSensor_Get(void)
{return CountSensor_Count;
}void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET){/*如果出现数据乱跳的现象，可再次判断引脚电平，以避免抖动*/if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_14) == 0){CountSensor_Count ++;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);}
}

主函数部分：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"int main(void)
{OLED_Init();CountSensor_Init();OLED_ShowString(1, 1, "Count:");while (1){OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5);}
}

旋转编码器计次

重要库函数编写：Encoder.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device headerint16_t Encoder_Count;void Encoder_Init(void){RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 |EXTI_Line1 ;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}int16_t Encoder_Get(void){int16_t temp=Encoder_Count;Encoder_Count=0;return temp;
}void EXTI0_IRQHandler(void){if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)==SET) {if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0) {Encoder_Count--;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);}
}void EXTI1_IRQHandler(void){if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1)==SET) {if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)==0) {Encoder_Count++;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);}
}

主函数部分

#include "stm32f10x.h"
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Encoder.h"int16_t Num;int main(void)
{OLED_Init();Encoder_Init();//OLED_ShowString(1,3,"helloworld");while(1){Num+=Encoder_Get();OLED_ShowSignedNum(1,5,Num,5);}
}