怎么实现STM32F40x外部中断的软件设计？

1、STM32F40x外部中断介绍

串口中断	外部中断
中断源：串口接收完成之后，状态寄存器SR中有一个标志位置1	中断源：边沿（上升沿、下降沿） 外部中断最常用与按键处理，按键动作产生边沿信号，该信号可以出发芯片产生一个中断。

学习外部中断的目的：实现中断处理按键，按键中断处理的优点：响应及时。因为按键按下时，产生了按键中断。
中断按键：响应及时
扫描按键：需要不断的扫描，响应不及时，耗费CPU。
2、STM32F40x外部中断框图

• 外部中断控制器的中断源有两种：①外部的边沿信号；②软件事件寄存器的相应为置1
  
• 边沿触发信号：可以选择为上升沿、可以选择为下降沿、也可以选择为双边沿。
  
• “挂起请求寄存器”，其实相当于状态标识。
  
• “中断屏蔽寄存器”，相当于是否允许某路中断源触发产生中断。
  
• 脉冲发生器，主要是产生一个脉冲，进而触发产生其他片上外设进行工作。
  
• 上图中“23”：指有23条中断线：支持多达 23 个软件事件/中断请求。
  
  

STM32F40x 外部中断/事件控制器一共包含多达 23 个用于产生事件/中断请求的边沿检测器。每个输入线可
以独立地配置输出类型(脉冲或挂起)以及对应的触发事件(上升沿或下降沿触发或者双边沿触发)，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 0～4 有单独的中断入口，外部中断 5～9
共用一个中断入口，外部中断 10～15 共用一个中断入口。
EXTI 线 0~15：对应的外部 IO 口的输入中断
EXTI 线 16：连接到 PVD 输出
EXTI 线 17：连接到 RTC 闹钟事件
EXTI 线 18：连接到 USB OTG FS 唤醒事件
EXTI 线 19：连接到以太网唤醒事件
EXTI 线 20：连接到 USB OTG HS 唤醒事件
EXTI 线 21：连接到 RTC 入侵和时间戳事件
EXTI 线 22：连接到 RTC 唤醒事件
3、外部中断线路映象






（1）中断线0的输入信号只能所有IO0口中的一个。
（2）如何选择中断线的输入? 通过寄存器SYSCFG_EXTICRx （x:1~4），来进行选择

• STM32F40X的中断线有23条，其中有16条中断线是作为IO口中断线使用。每条中断线的输入信号只能有一个，通过SYSCFG_EXTICRx来进行选择。
  
• 中断控制器中的所有寄存器：上升沿触发选择寄存器、下降沿触发选择寄存器、中断屏蔽寄存器、挂起请求寄存器、软件中断事件寄存器、事件屏蔽寄存器，都是只有23位有效，每一位对应一条中断线。
  
  

4、外部中断相关寄存器

4.1、上升沿触发选择寄存器 (EXTI_RTSR)





每一位对应一条中断线。
0：禁止上升沿触发
1：允许上升沿触发
TR0~TR22是对应EXTI0~EXTI22
举例中断线3的触发信号配置为上升沿触发：EXTI->RTSR |= 1<<3;
4.2、下降沿触发选择寄存器 (EXTI_FTSR)





每一位对应一条中断线。
0：禁止下降沿触发
1：允许下降沿触发
TR0~TR22是对应EXTI0~EXTI22
举例中断线9的触发信号配置为下降沿触发，EXTI->FTST |= 1<<9;
4.3、中断屏蔽寄存器 (EXTI_IMR)





每一位对应一条中断线。
0：屏蔽来自 x 线的中断请求
1：开放来自 x 线的中断请求
MR0~MR22是对应EXTI0~EXTI22
举例：开放中断线5的中断请求·：EXTI->IMR |= 1<<5;
4.4、挂起寄存器 (EXTI_PR)





每一位对应一条中断线。
0：没有发生触发请求
1：发生了选择的触发的请求。即：产生了中断请求，中断请求是有相应的边沿信号来触发的。
PR0~PR22是对应EXTI0~EXTI22
当在外部中断线上发生了选择的边沿事件，该位被置“ 1”。
如何清零？答：在此位中写入“ 1”可以清零。
举例：

void EXTI0_IRQHandler(void)   //中断线0的中断函数

{

    if(EXTI->PR &(1<<0))     //判断挂起寄存器的位0是否为1

    {

        EXTI->PR |=(1<<0);   //写入1，将相应的位清零

    }

}
4.5、SYSCFG 外部中断配置寄存器 1 (SYSCFG_EXTICR1)





例如：位3~0，EXTI0[3:0]
用于选择外部中断线0的中断源输入管脚
0000： PA0 引脚
0001： PB0引脚
0010： PC0引脚
0011： PD0引脚
0100： PE0引脚
0101： PF0 引脚
0110： PG0 引脚
0111： PH0引脚
1000： PI0 引脚
举例：将GPIOB2配置为外部中断线2的中断源输入管脚，SYSCFG->EXTICR[0] |= 1<<8;
注意：写代码是，没有SYSCFG->EXTICR1，而是写成SYSCFG->EXTICR[0]。
4.6、SYSCFG 外部中断配置寄存器 2 (SYSCFG_EXTICR2)
4.7、SYSCFG 外部中断配置寄存器 4 (SYSCFG_EXTICR3)
4.8、SYSCFG 外部中断配置寄存器 4 (SYSCFG_EXTICR4)
作用和SYSCFG 外部中断配置寄存器 1 (SYSCFG_EXTICR1)一样，只是作用的管脚不一样
4.9、RCC APB2 外设时钟使能寄存器 (RCC_APB2ENR)





位14：
0：禁止系统配置控制器时钟
1：使能系统配置控制器时钟
注意：在配置SYSCFG_EXTICRx  (x:1~4)之前，必须使能系统配置控制器的时钟
即：RCC->APB2ENR |= 1<<14;
5、外部中断线和中断函数

外部中断线有16条，但是并不会每条中断线都会对应有一个中断函数。请参考：





提问：配置GPIOD8是外部中断线8的中断输入管脚，配置GPIOE7是外部中断线7的中断输入管脚，如果产生了一次中断，并且进入了中断函数EXTI9_5_IRQHandler ，如何判断是哪个中断源管脚的边沿信号导致芯片产生中断？
答：每个中断线都有独立的挂起标志位，判断PR寄存器中的挂起标志位可以辨别导致产生进入EXTI9_5_IRQHandler的因素是什么。或者你也可以判断当前GPIO9-5的输入引脚电平
6、原理图






      PA0：按下为高电平，所以设置上升沿触发
      PE2~4：按下为低电平，选择为下降沿触发

• 确定中断线的中断触发信号
  
• 开放来自中断线 x 线的中断请求
  
• 使能系统配置控制器时钟
  
• 选择外部中断线的中断源输入管脚
  
• 使能中断通道NVIC_EnableIRQ(中断通道编号)
  
• 使能相应的GPIO口时钟
  
• 配置GPIO口为输入模式
  
  

7、中断函数的编程思路

• 找到中断线对应的中断函数
  
• 在中断函数中判断挂起寄存器的相应位是否为1，
  
• 如果为1则清零
  
• 延时消抖
  
• 判断按键是不是稳定的按下状态
  
• 如果是，则认为按键按下
  
  

      外部中断0：中断源输入管脚配置为PA0
外部中断2：中断源输入管脚配置为PE2
外部中断3：中断源输入管脚配置为PE3
外部中断4：中断源输入管脚配置为PE4
8、软件设计

寄存器版

void delay(u32 i)
{
        while(i--);
}
void LED_Init(void)
{
        RCC->AHB1ENR |= 1 << 5;//使能GPIOF的时钟
        RCC->AHB1ENR |= 1 << 2;//使能GPIOC的时钟
        //LED1->PF6
        GPIOF->MODER |= 1 << 12;//输出模式
        GPIOF->OTYPER &=~(1<<6);//推挽模式
        //LED2->PF9
        GPIOF->MODER |= 1 << 18;
        GPIOF->OTYPER &=~(1<<9);
        //LED3->PF10
        GPIOF->MODER |= 1 << 20;
        GPIOF->OTYPER &=~(1<<10);
        //LED4->PC0
        GPIOC->MODER |= 1 << 0;
        GPIOC->OTYPER &=~(1<<0);
}
void key_Init(void)
{
        RCC->AHB1ENR |= 1 << 0;//使能GPIOA的时钟
        RCC->AHB1ENR |= 1 << 4;//使能GPIOE的时钟
        //KEY1->PA0
        GPIOA->MODER &= ~(3 << 0);//输出模式
        GPIOA->PUPDR &= 2 << 0;//PA0设置为下拉，平时为低电平
        //KEY2->PE2
        GPIOE->MODER &= ~(3 << 4);//PE2,3,4设置为上拉，平时为高电平
        GPIOE->PUPDR |= 1 << 4;
        //KEY3->PE3
        GPIOE->MODER &= ~(3 << 6);
        GPIOE->PUPDR |= 1 << 6;
        //KEY4->PE4
        GPIOE->MODER &= ~(3 << 8);
        GPIOE->PUPDR |= 1 << 8;
}

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI->PR &(1<<0))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
                GPIOF->ODR ^= 1 << 6;//led1状态翻转
                EXTI->PR=1<<0; //清除 LINE0 上的中断标志位
        }

}
//外部中断 2 服务程序
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI->PR &(1<<2))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
                GPIOF->ODR ^= 1 << 9;//led2状态翻转
                EXTI->PR=1<<2; //清除 LINE2 上的中断标志位
        }
}
//外部中断 3 服务程序
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI->PR &(1<<3))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
                GPIOF->ODR ^= 1 << 10;//led3状态翻转
                EXTI->PR=1<<3; //清除 LINE3 上的中断标志位
        }
}
//外部中断 4 服务程序
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI->PR &(1<<4))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
                GPIOC->ODR ^= 1 << 0;//led4状态翻转
                EXTI->PR=1<<4; //清除 LINE0 上的中断标志位
        }
}
void ExitX_Init(void)
{
        EXTI->RTSR |= 1<<0;//中断线0设置为上升沿触发
        EXTI->IMR |= 1<<0;//开放来自exit0的请求
        SYSCFG->EXTICR[0] |= 1<<0;//将GPIOA0配置为Exit0的中断源输入管脚
        RCC->APB2ENR |= 1<<14;//使能系统配置控制器时钟，必须设置
        NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);        //使能中断函数
        EXTI->FTSR |= 1<<2;
        EXTI->IMR |= 1<<2;
        SYSCFG->EXTICR[0] |= 4<<8;
        NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);       
        EXTI->FTSR |= 1<<3;
        EXTI->IMR |= 1<<3;
        SYSCFG->EXTICR[0] |= 4<<12;
        NVIC_EnableIRQ(EXTI3_IRQn);       
        EXTI->FTSR |= 1<<4;
        EXTI->IMR |= 1<<4;
        SYSCFG->EXTICR[1] |= 4<<0;
        NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);       
}
int main(void)
{
        LED_Init();
        key_Init();
        ExitX_Init();
        while(1)
        {
               
        }
}
库函数版

void LED_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef LED_InitTypeDef;
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE); //使能 F 端口
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC,ENABLE); //使能 C 端口
        LED_InitTypeDef.GPIO_Mode =GPIO_Mode_OUT; //配置为输出模式
        LED_InitTypeDef.GPIO_OType =GPIO_OType_PP; //配置为推挽输出
        LED_InitTypeDef.GPIO_Pin =GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10|GPIO_Pin_6; //初始化GPIOF6/9/10;
        LED_InitTypeDef.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_NOPULL; //配置为无上下拉状态
        LED_InitTypeDef.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz; //速度设置为 50MHz
        GPIO_Init(GPIOF,&LED_InitTypeDef);
        LED_InitTypeDef.GPIO_Mode =GPIO_Mode_OUT; //配置为输出模式
        LED_InitTypeDef.GPIO_OType =GPIO_OType_PP; //配置为推挽输出
        LED_InitTypeDef.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0; //初始化 GPIOC0;
        LED_InitTypeDef.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_NOPULL; //配置为无上下拉状态
        LED_InitTypeDef.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz; //速度设置为 50MHz
        GPIO_Init(GPIOC,&LED_InitTypeDef); //初始化 GPIOC0;
}
void key_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef LED_InitTypeDef;
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOE,ENABLE); //使能GPIOA 和 GPIOE 时钟
        LED_InitTypeDef.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN; //配置为输入模式
        LED_InitTypeDef.GPIO_Pin =GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //初始化 GPIOE2/3/4;
        LED_InitTypeDef.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_UP; //上拉
        GPIO_Init(GPIOE,&LED_InitTypeDef);
        LED_InitTypeDef.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN; //配置为输入模式
        LED_InitTypeDef.GPIO_Pin =GPIO_Pin_0; //初始化 GPIOA0;
        LED_InitTypeDef.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_DOWN; //下拉
        GPIO_Init(GPIOA,&LED_InitTypeDef); //初始化 GPIOA0;
}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
          GPIO_ToggleBits(GPIOF,GPIO_Pin_6); //led1状态翻转
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除 LINE0上的中断标志位
        }

}
//外部中断 2 服务程序
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
          GPIO_ToggleBits(GPIOF,GPIO_Pin_9);//led2状态翻转
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2); //清除 LINE2 上的中断标志位
        }
}
//外部中断 3 服务程序
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
          GPIO_ToggleBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);//led3状态翻转
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3); //清除 LINE3 上的中断标志位
        }
}
//外部中断 4 服务程序
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
        if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4))     //判断挂起寄存器的位0是否为1
        {
          GPIO_ToggleBits(GPIOC,GPIO_Pin_0);//led4状态翻转
                EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4); //清除 LINE4 上的中断标志位
        }
}
void ExitX_Init(void)
{
        EXTI_InitTypeDef EXTI_InitTypeSter;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitTypeSter;
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG,ENABLE); //使能中断时钟
        SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOE, EXTI_PinSource2);
        SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOE, EXTI_PinSource3);
        SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOE, EXTI_PinSource4);
        SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0);
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_Line =EXTI_Line2|EXTI_Line3|EXTI_Line4; //外部中断线 2,3,4
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_LineCmd =ENABLE; //使能
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_Mode =EXTI_Mode_Interrupt; //外部中断模式
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_Trigger =EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发
        EXTI_Init(&EXTI_InitTypeSter);
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_Line =EXTI_Line0; //外部中断线 0
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_LineCmd =ENABLE; //使能
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_Mode =EXTI_Mode_Interrupt; //外部中断模式
        EXTI_InitTypeSter.EXTI_Trigger =EXTI_Trigger_Rising; //上升沿触发
        EXTI_Init(&EXTI_InitTypeSter);
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannel =EXTI2_IRQn; //外部中断 2
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE; //使能外部中断 2
        //在不需要优先级的情况下可以不设置，寄存器版我就懒得设置
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =1; //抢占优先级 1
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级 0
        NVIC_Init(&NVIC_InitTypeSter);
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannel =EXTI3_IRQn; //外部中断 3
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE; //使能外部中断 3
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =2; //抢占优先级 2
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级 0
        NVIC_Init(&NVIC_InitTypeSter);
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannel =EXTI4_IRQn; //外部中断 4
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE; //使能外部中断 4
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =3; //抢占优先级 3
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级 0
        NVIC_Init(&NVIC_InitTypeSter);
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannel =EXTI0_IRQn; //外部中断 0
        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE; //使能外部中断 0
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0; //抢占优先级 1
//        NVIC_InitTypeSter.NVIC_IRQChannelSubPriority =0; //子优先级 0
        NVIC_Init(&NVIC_InitTypeSter);
}
int main(void)
{
        LED_Init();
        key_Init();
        ExitX_Init();
        while(1)
        {
               
        }
}