嵌入式单片机原理及应用 第5章 STM32单片机外部中断EXTI.ppt

### 嵌入式单片机原理及应用——STM32单片机外部中断EXTI #### 一、基础知识概述 在深入探讨STM32单片机外部中断EXTI之前，我们先对中断的基本概念进行一番梳理。中断是计算机系统中的一个重要机制，允许处理器在执行正常任务时响应来自外部设备的请求。这一机制提高了系统的效率和响应性。 1. **中断**：指的是在单片机执行主程序的过程中，由于某些特定事件的发生（如外部中断请求），使得单片机暂停当前正在执行的任务，转而执行预先准备好的处理程序（中断服务程序），处理完成后回到被中断的地方继续执行原程序的过程。 2. **中断嵌套**：当一个中断正在处理过程中，又发生了更高优先级的中断请求时，系统会暂时挂起当前中断处理程序，转而处理更高优先级的中断请求。待新的中断处理完成后，再恢复之前的中断处理程序继续执行。 3. **中断优先级**：不同的中断源根据其紧急程度被赋予不同的优先级，优先级高的中断可以打断优先级低的中断。 4. **中断源**：能引发中断请求的事件来源，例如定时器溢出、外部信号等。 5. **中断服务程序**：用于处理中断请求的特定程序代码。 6. **中断向量**：指向中断服务程序入口地址的信息。 7. **中断请求**：中断源向系统发出的中断请求信号。 8. **中断响应**：系统接收中断请求并执行中断服务程序的行为。 9. **中断返回**：中断服务程序执行完毕后，控制权返回到中断前的位置继续执行原程序。 10. **中断系统**：由硬件和软件组成的系统，用于管理中断请求，并执行相应的中断处理程序。 #### 二、STM32F103中断系统组成结构 STM32F103是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，它拥有强大的中断处理能力。 1. **中断源与中断向量** - STM32F103提供了10个系统异常和60个可屏蔽中断源，共支持16个中断优先级。 - 可屏蔽中断源主要包括： - **外部中断（GPIO）**：由NVIC和EXTI共同控制。 - **外设中断**：由NVIC和相应的外设控制，例如定时器中断、串口中断、直接内存访问中断等。 2. **外部中断系统结构** - **中断/事件请求来源**：外部中断请求通常由芯片引脚输入，也可通过软件设置。 - **边沿检测**：外部信号通过边沿检测电路处理，可以选择上升沿触发、下降沿触发或双边沿触发。 - **EXTI线映射**：部分特殊事件如PVD输出、RTC闹钟事件等，通过特定的EXTI线映射到相应的中断/事件线上。 #### 三、中断控制 1. **中断屏蔽控制** - **嵌套中断向量控制器（NVIC）**：负责管理和调度中断请求，确定中断的优先级顺序。 - **外部中断/事件控制器（EXTI）**：主要负责外部中断信号的检测和管理，每个输入线可以独立配置触发条件。 2. **STM32中断控制库函数** - STM32提供了丰富的库函数支持中断的配置和管理，如配置中断优先级、使能中断等功能。 #### 四、外部中断使用流程 1. **配置外部中断** - 配置GPIO端口模式为输入。 - 设置EXTI中断触发方式（上升沿、下降沿或双边沿）。 - 启用EXTI中断。 - 在NVIC中设置中断优先级并启用中断。 2. **编写中断服务程序** - 实现具体的中断处理逻辑。 - 清除中断标志位，防止重复进入中断。 3. **中断服务程序设计实例** - 举例说明如何使用STM32的外部中断进行具体的应用开发，例如按键检测、外部传感器数据读取等。 通过上述内容的介绍，我们可以看到STM32单片机的外部中断EXTI机制不仅功能强大，而且使用灵活。正确配置和利用这些特性，可以在实际项目中实现高效的中断响应和处理，从而提高整体系统的性能和可靠性。