中断概述
中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行
中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源
中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回
执行流程:
STM32中断
68个可屏蔽中断通道，包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设
使用NVIC统一管理中断，每个中断通道都拥有16个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和响应优先级
NVIC中断优先级分组
NVIC 的主要功能是管理 STM32 中的中断，并给中断分配优先级，每个中断通道都拥有16 个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，设置抢占优先级和响应优先级。
中断管理方法：首先，对 STM32 中断进行分组，组 0~4。同时，对每个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级值。
分组配置是在寄存器 SCB->AIRCR 中配置：
抢占优先级&响应优先级区别（0 为最高优先级，1 位次高优先级。依次规律…）：
1 高优先级的抢占优先级是可以打断正在执行的低抢占优先级中断的。
2 抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低优响应优先级的中断。
3 抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况，那个优先级高，哪个先执行。
4 如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都一样的话，则看哪个中断先发生就先执行。
举例说明：假设此时初始化有中断 3、中断 6、中断 7 三个中断。将中断优先组设置为2。中断 3 的抢占优先级为 2，响应优先级为 1。中断 6 的抢占优先级为 3，响应优先级为 0。中断 7 的抢占优先级为 2，响应优先级为 0；则此时这三个中断的优先级顺序为：中断 7>中断 3>中断 6。
特别说明：系统代码执行过程中，只设置一次中断优先级组别（在主函数内初始化一次），若在程序运行过程中随意改变分组会导致中断管理混乱，程序会出现意想不到的执行结果。
EXTI解析及其内部结构图
EXTI 解析
EXTI(Extern Interrupt)外部中断
外部中断可以监测指定 GPIO 口的电平信号，当其指定的 GPIO 口产生电平变化时，外部中断将立即向 NVIC 发出中断申请，经过 NVIC 裁决后即可中断 CPU 主程序，使 CPU 暂停
正在执行的主程序转而执行 EXTI 对应的中断程序。
EXTI 支持的触发方式有：上升沿触发、下降沿触发、双边沿触发（即上升沿和下降沿均可触发）、软件触发四种方式。
EXTI 支持的 GPIO 口：所有的 GPIO 口均支持外部中断，但相同的 Pin 不能同时触发中断。
EXTI 共 20 个输入通道：16 个 GPIO_Pin、PVD 输出、RTC 闹钟、USB 唤醒、以太网唤醒。
EXTI 触发响应方式有：中断响应或事件响应（选择触发事件，外部中断的信号将不会通向 CPU，而是通往其他外设，用来触发其他外设。如：触发 ADC 转换、触发 DMA）两种方式。
外部中断/事件线路映像
在 STM32F103C8T6 单片机中有 GPIO4、GPIOB、GPIOC 三组共 48 个 IO 口，却只有 16 个 GPIO_Pin 外部中断通道。其内部采用映射的方式将所有 GPIO_Pin0 源映射至 EXTI0、GPIO_Pin1 源映射至 EXTI1（以此类推）上，最后通过 EXTI 通道通过选择器选择触发中断的中断源。这种方式使所有 IO 均支持外部中断的，但也使相同的 GPIO_Pin 中断源不能同时触发中断。其内部映射图如下所示：
EXTI 内部结构图
EXTI 编程思路总结
外部中断初始化设置步骤总结：
1 配置外部中断引脚的 IO 口以及时钟(GPIO,AFIO,NVIC,EXTI)
2 配置GPIO
3 配置AFIO，选择GPIO连接EXTI
4 配置EXTI，选择边沿触发方式，以及响应方式
5 配置NVIC，选择合适优先级
6 在中断函数中实现相关功能
相关函数
编程实例
对射红外传感器计次
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//CountSensor.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
uint16_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
*/
void CountSensor_Init(void)
{
/*开启时钟*/
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
/*GPIO初始化*/
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); //将PB14引脚初始化为上拉输入
/*AFIO选择中断引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);//将外部中断的14号线映射到GPIOB，即选择PB14为外部中断引脚
/*EXTI初始化*/
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_LineCmd = ENABLE; //指定外部中断线使能
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //指定外部中断线为中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //指定外部中断线为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //将结构体变量交给EXTI_Init，配置EXTI外设
/*NVIC中断分组*/
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需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI15_10线
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1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_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
* 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
* 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
{
/*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(EXTI_Line14); //清除外部中断14号线的中断标志位
//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
}
}
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//main.c
#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
}
}
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旋转编码器计次
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//Encoder.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
int16_t Encoder_Count; //全局变量，用于计数旋转编码器的增量值
/**
* 函 数：旋转编码器初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Encoder_Init(void)
{
/*开启时钟*/
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
/*GPIO初始化*/
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); //将PB0和PB1引脚初始化为上拉输入
/*AFIO选择中断引脚*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource0);//将外部中断的0号线映射到GPIOB，即选择PB0为外部中断引脚
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource1);//将外部中断的1号线映射到GPIOB，即选择PB1为外部中断引脚
/*EXTI初始化*/
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //定义结构体变量
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0 | EXTI_Line1; //选择配置外部中断的0号线和1号线
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //指定外部中断线使能
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //指定外部中断线为中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //指定外部中断线为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //将结构体变量交给EXTI_Init，配置EXTI外设
/*NVIC中断分组*/
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需调用一次
//若有多个中断，可以把此代码放在main函数内，while循环之前
//若调用多次配置分组的代码，则后执行的配置会覆盖先执行的配置
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI0线
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1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI1线
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1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //指定NVIC线路的响应优先级为2
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
}
/**
* 函 数：旋转编码器获取增量值
* 参 数：无
* 返 回 值：自上此调用此函数后，旋转编码器的增量值
*/
int16_t Encoder_Get(void)
{
/*使用Temp变量作为中继，目的是返回Encoder_Count后将其清零*/
/*在这里，也可以直接返回Encoder_Count
但这样就不是获取增量值的操作方法了
也可以实现功能，只是思路不一样*/
int16_t Temp;
Temp = Encoder_Count;
Encoder_Count = 0;
return Temp;
}
/**
* 函 数：EXTI0外部中断函数
* 参 数：无
* 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
* 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 EXTI0_IRQHandler(void)
{
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET) //判断是否是外部中断0号线触发的中断
{
/*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_0) == 0)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) //PB0的下降沿触发中断，此时检测另一相PB1的电平，目的是判断旋转方向
{
Encoder_Count --; //此方向定义为反转，计数变量自减
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除外部中断0号线的中断标志位
//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
}
}
/**
* 函 数：EXTI1外部中断函数
* 参 数：无
* 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
* 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 EXTI1_IRQHandler(void)
{
if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET) //判断是否是外部中断1号线触发的中断
{
/*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_1) == 0)
{
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_0) == 0) //PB1的下降沿触发中断，此时检测另一相PB0的电平，目的是判断旋转方向
{
Encoder_Count ++; //此方向定义为正转，计数变量自增
}
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1); //清除外部中断1号线的中断标志位
//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
}
}
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//main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Encoder.h"
int16_t Num; //定义待被旋转编码器调节的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
Encoder_Init(); //旋转编码器初始化
/*显示静态字符串*/
OLED_ShowString(1, 1, "Num:"); //1行1列显示字符串Num:
while (1)
{
Num += Encoder_Get(); //获取自上此调用此函数后，旋转编码器的增量值，并将增量值加到Num上
OLED_ShowSignedNum(1, 5, Num, 5); //显示Num
}
}
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