EXTI外部中断的执行逻辑|以对射式红外传感器计次为例

对射式红外传感器计次 用到了外部中断 对射式红外传感器接在了GPIOB14上 本文详细介绍了从RCC->GPIO->AFIO->EXTI->NVIC的中断配置过程

分析部分：

RCC（时钟）的配置

RCC配置的必要性：STM32 的所有外设默认处于 “时钟关闭” 状态（低功耗设计），必须先使能时钟，外设才能响应配置和工作。若未使能 GPIOB 时钟，GPIO 配置无效；未使能 AFIO 时钟，EXTI 与 GPIO 的映射会失败，导致外部中断无法触发。

RCC配置的内容：

• GPIOB 时钟（传感器接在 GPIOB14，需 GPIO 外设工作）；
• AFIO 时钟（用于 EXTI 与 GPIO 的映射）；
• EXTI 本身无需单独使能时钟（EXTI 属于 APB2 外设，随 APB2 时钟默认使能，但需确保 APB2 时钟已开启）。
• NVIC是内核外设，RCC是开启外设的，内核外设不归RCC管理

  // 使能GPIOB和AFIO时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);

GPIO（引脚配置）配置

GPIO配置内容：将 GPIOB14 配置为输入模式（外部中断需检测引脚电平变化，必须为输入模式），根据传感器特性选择上拉 / 下拉输入：

• 对射式红外传感器原理：无遮挡时，接收管导通，输出高电平；有遮挡时，接收管截止，输出低电平（或相反，需根据传感器 datasheet 确认）。
• 假设传感器无遮挡时输出高电平，遮挡时输出低电平，因此配置为上拉输入（确保无遮挡时电平稳定为高，避免浮动）。

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  // 配置GPIOB14为上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; // 上拉输入
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 输入模式下速度无意义，可随便填
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

AFIO（复用功能配置）配置【AFIO的作用：建立 EXTI 与 GPIO 的 “映射关系”】

AFIO配置内容：EXTI（外部中断控制器）有 16 条中断线（EXTI0~EXTI15），每条线可对应多个 GPIO 引脚（如 EXTI14 可对应 GPIOA14、GPIOB14、GPIOC14 等）。需通过 AFIO 配置EXTI14 与 GPIOB14 的映射，告诉 EXTI：“监测 GPIOB14 的电平变化”。

// 配置EXTI14映射到GPIOB14
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);

AFIO配置的必要性：EXTI 本身不直接连接到具体 GPIO 端口（如 A/B/C），而是通过 AFIO 动态映射。若不配置 AFIO，EXTI14 会默认监测 GPIOA14（或其他端口），而非 GPIOB14，导致传感器信号无法触发中断。

EXTI（外部中断控制器）配置【EXTI的作用：定义“中断触发规则”，开启中断的开关】

EXTI配置的内容：配置 EXTI14 的触发方式（上升沿 / 下降沿 / 双边沿）、中断使能，明确 “什么情况下产生中断请求”：

• 对射式传感器计次：通常统计 “遮挡次数”，即当遮挡发生时（电平从高→低）触发中断，因此选择下降沿触发。

  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
  // 配置EXTI14
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14; // 对应GPIOB14
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式（区别于事件模式）
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发（遮挡时）
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; // 使能EXTI14
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

EXTI配置的必要性：

• EXTI 是 “中断触发的开关”，需明确触发边沿（否则无法判断何时产生中断）。
• 必须设置为 “中断模式”（EXTI_Mode_Interrupt），才能向 CPU 发送中断请求（事件模式仅触发硬件联动，不产生 CPU 中断）。

NVIC（嵌套向量中断控制器）的配置【NVIC的作用就是 让cpu“响应中断”】

NVIC配置的内容：EXTI 产生中断请求后，需通过 NVIC 配置中断优先级并使能，确保 CPU 能 “感知” 并处理该中断：

• STM32 中，EXTI10~EXTI15 共用一个中断通道（EXTI15_10_IRQn），因此需配置该通道。

  /*1. 先设置中断优先级分组（全局生效）
  指定抢占优先级和子优先级各占多少位例如：NVIC_PriorityGroup_2 表示：抢占优先级占 2 位，子优先级占 2 位。
  此时，抢占优先级可选值为 0~3（2 位共 4 种），子优先级可选值也为 0~3。
  抢占优先级：高抢占优先级的中断可以打断低抢占优先级的中断（实现中断嵌套）。
  子优先级：当多个中断的抢占优先级相同时，子优先级高的中断先响应（不嵌套，仅决定响应顺序）。*/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//2. 再配置具体中断通道的优先级
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  // 配置EXTI15_10中断通道
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; // EXTI10~15共用此通道
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 抢占优先级（根据需求设置）
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 子优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能该中断通道
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

在所有 NVIC 中断配置之前必须先配置NVIC_PriorityGroupConfig，它是NVIC 配置的全局基础设置。NVIC_PriorityGroupConfig一次配置，全局统一，不可中途修改分组。

其作用是：

1. 定义抢占优先级和子优先级的位数分配；
2. 决定后续 NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 和 NVIC_IRQChannelSubPriority 的有效范围；
3. 必须在具体中断通道配置（NVIC_Init()）之前调用，否则会导致优先级配置无效。

NVIC配置的必要性：若不配置 NVIC，即使 EXTI 产生了中断请求，CPU 也会忽略该请求，无法执行中断服务函数。

中断服务函数：实现计次逻辑

中断服务函数的内容：需编写 EXTI15_10 的中断服务函数，在中断中完成计次（需清除 EXTI 中断标志位，避免重复触发）：

uint32_t count = 0; // 计次变量void EXTI15_10_IRQHandler(void) {// 检查是否是EXTI14触发的中断if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) =SET) {////判断是否是外部中断14号线触发的中断，因为这个函数EXTI15_10都能进来count++; // 遮挡次数+1EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14); // 清除中断标志位（必须！）}
}

计次函数

uint16_t CountSensor_Get(void)
{return Count;
}

函数部分

countSensor.c部分

#include "stm32f10x.h"                  // Device headeruint16_t CountSensor_Count;				//全局变量，用于计数/*** 函    数：计数传感器初始化* 参    数：无* 返 回 值：无*///整个外部中断的配置
void CountSensor_Init(void)
{/*开启时钟，不开启时钟，外设是没有办法进行工作的*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);		//开启GPIOB的时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);		//开启AFIO的时钟，外部中断必须开启AFIO的时钟//EXTI和NVIC这两个外设的时钟，是一直打开着的，不需要我们开启时钟。//NVIC是内核内的外设，RCC管理的是内核外的外设，管不着NVIC。/*GPIO初始化*/GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;//红外接到了PB14GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);						//将PB14引脚初始化为上拉输入/*AFIO配置外部中断引脚选择*/GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);// 配置EXTI14映射到GPIOB14/*EXTI初始化,选择触发方式{上升沿、下降沿、双边沿}和触发响应方式{中断响应、事件响应}*/EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;						//定义结构体变量EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;					//选择配置外部中断的14号线EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;			 // 中断模式（区别于事件模式）EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;		//指定外部中断线为下降沿触发，因为GPIOMode是配置的上拉输入模式EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;					//指定外部中断线使能EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);								//将结构体变量交给EXTI_Init，配置EXTI外设/*NVIC中断分组，给我们的中断选择一个合适的优先级，最后通过NVIC，外部中断信号进入cpu；NVIC是内核外设，所以它的库函数在misc.h中*///先配置一下NVIC的优先级分组。NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);				//配置NVIC为分组2//即抢占优先级范围：0~3，响应优先级范围：0~3//此分组配置在整个工程中仅能选择一种//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前//若封装在各个模块中，需确保每个封装里选择的都是同一个/*NVIC配置*/NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;						//定义结构体变量NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;		//STM32 中，EXTI10~EXTI15 共用一个中断通道（EXTI15_10_IRQn），因此需配置该通道。NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;				//指定NVIC线路使能NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;	//指定NVIC线路的抢占优先级为1NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;			//指定NVIC线路的响应优先级为1NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);								//将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
}/*** 函    数：获取计数传感器的计数值* 参    数：无* 返 回 值：计数值，范围：0~65535*/
uint16_t CountSensor_Get(void)
{return CountSensor_Count;
}/*** 函    数：EXTI15_10外部中断函数* 参    数：无//中断函数都是无参无返回值的* 返 回 值：无* 注意事项：此函数为中断函数，无需调用，中断触发后自动执行*           函数名为预留的指定名称，可以从启动文件复制：从startup——stm32f10x_md.s*           请确保函数名正确，不能有任何差异，否则中断函数将不能进入*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET)		//判断是否是外部中断14号线触发的中断，因为这个函数EXTI15_10都能进来{/*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 ++;					//计数值自增一次}//EXTI_ClearITPendingBit：清除EXTI线路挂起位EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);		//中断程序结束后，清除外部中断14号线的挂起位；//中断标志位必须清除//否则中断将连续不断地触发，导致主程序卡死}
}

main.c部分

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"int main(void)
{/*模块初始化*/OLED_Init();			//OLED初始化CountSensor_Init();		//计数传感器初始化/*显示静态字符串*/OLED_ShowString(1, 1, "Count:");	//1行1列显示字符串Count:while (1){OLED_ShowNum(1, 7, CountSensor_Get(), 5);		//OLED不断刷新显示CountSensor_Get的返回值}
}