STM32中斷程序

在進(jìn)行STM32中斷配置之前首先需要了解下它的中斷部分：

一、Cortex-M3中斷機制

在STM32處理器中有43個(gè)可屏蔽中斷通道（?包含 16個(gè) Cortex?-M3的中斷線(xiàn)）。共設置了16個(gè)可編程的優(yōu)先等級(使用? 4位中斷優(yōu)先級)；它的嵌套向?中斷控制器(NVIC)和處?器核的接口緊密相連，可以實(shí)現低延遲的中斷處?和有效處?地處?晚到的中斷。嵌套向?中斷控制器管?著(zhù)包括核異常等中斷。

Cortex—M3是一個(gè)32位的核，在傳統的單片機領(lǐng)域中，有一些不同于通用32位CPU應用的要求。比如在工控領(lǐng)域，用戶(hù)要求具有更快的中斷速度，Cortex-M3采用了Tail-Chaining中斷技術(shù)，完全基于硬件進(jìn)行中斷處理，最多可減少12個(gè)時(shí)鐘周期數，在實(shí)際應用中可減少70%中斷?！　?br />異?；蛘咧袛嗍翘幚砥黜憫到y中突發(fā)事件的一種機制。當異常發(fā)生時(shí)，Cortex—M3通過(guò)硬件自動(dòng)將編程計數器(PC)、編程狀態(tài)寄存器(XPSR)、鏈接寄存器(LR)和R0～R3、R12等寄存器壓進(jìn)堆棧。在Dbus(數據總線(xiàn))保存處理器狀態(tài)的同時(shí)，處理器通過(guò)Ibus(指令總線(xiàn))從一個(gè)可以重新定位的向量表中識別出異常向量，并獲取ISR函數的地址，也就是保護現場(chǎng)與取異常向量是并行處理的。一旦壓棧和取指令完成，中斷服務(wù)程序或故障處理程序就開(kāi)始執行。執行完ISR，硬件進(jìn)行出棧操作，中斷前的程序恢復正常執行。圖1為Cortex—M3處理器的異常處理流程。

二、STM32 SysTick 介紹

Cortex-M3的內核中包含一個(gè)SysTick時(shí)鐘。SysTick為一個(gè)24位遞減計數器，SysTick設定初值并使能后，每經(jīng)過(guò)1個(gè)系統時(shí)鐘周期，計數值就減1 。計數到0時(shí)SysTick計數器自動(dòng)重裝初值并繼續計數，同時(shí)內部的COUNTFLAG 標志會(huì )置位，觸發(fā)中斷( 如果中斷使能情況下 ) 。

對于STM32系列微處理器來(lái)說(shuō)，執行一條指令只有幾十個(gè) ns ，進(jìn)行 for 循環(huán)時(shí)，要實(shí)現N毫秒的x值非大，而且由于系統頻率的寬廣，很難計算出延時(shí)N毫秒的精確值。針對STM32微處理器，需要重新設計一個(gè)新的方法去實(shí)現該功能，因此，在STM32的應用中，使用Cortex-M3內核的SysTick 作為定時(shí)時(shí)鐘，設定每一毫秒產(chǎn)生一次中斷，在中斷處理函數里對N減一，在Delay(N)函數中循環(huán)檢測N是否為0，不為0則進(jìn)行循環(huán)等待；若為 0 則關(guān)閉 SysTick 時(shí)鐘，退出函數，這種延時(shí)函數的做法能很高效地實(shí)現精確定時(shí)。

三、SysTick編程實(shí)現Delay(N)函數

思路：利用systick定時(shí)器為遞減計數器，設定初值并使能它后，它會(huì )每個(gè)系統時(shí)鐘周期計數器減 1 ，計數到 0 時(shí) ，SysTick 計數器自動(dòng)重裝初值并繼續計數，同時(shí)觸發(fā)中斷 。那么每次計數器減到 0 ，

時(shí)間經(jīng)過(guò)了：

T = 系統時(shí)鐘周期x計數器初值

比如使用 72M 作為系統時(shí)鐘，那么每次計數器減 1 所用的時(shí)間是 1/72M ，計數器的初值如果是 72000 ， 那么每次計數器減到 0 ， 時(shí)間經(jīng)過(guò) (1/72M) * 72000 =0.001s ，即 1ms.

有了以上思路做鋪墊后，為了實(shí)現首先我們需要一個(gè)72MHz的SysTick時(shí)鐘。

第一步 配置RCC寄存器和SysTick寄存器

由于系統時(shí)鐘（SysTick）可選擇為PLL輸出、HSI或者HSE，在這里選擇9倍頻的PLL作為SysTick的時(shí)鐘源，同時(shí)HCLK（AHB Clock）時(shí)鐘也相應的配置成72MHz了，因為最終SysTick是需要通過(guò)AHB后輸出的，所以在配置的同時(shí)也需要選擇AHB 時(shí)鐘，這里選擇為RCC_SYSCLK_Div1（咖啡色部分）表示AHB 時(shí)鐘 = 系統時(shí)鐘，相關(guān)配置見(jiàn)下面函數（RCC_Configuration）紅色字體部分。這里需要特別強調一點(diǎn)，有關(guān)書(shū)籍里常提到"SysTick的最高頻率為 9MHz （最大為HCLK/ 8），在這個(gè)條件下，把SysTick重裝載值設置為9000，將SysTick時(shí)鐘設置為9MHz,就能夠產(chǎn)生1ms 的時(shí)間基值"剛開(kāi)始對這句話(huà)感到很迷惑，因為，有的地方介紹SysTick沒(méi)有說(shuō)最大頻率智能9MHz,這里卻指出會(huì )被8分頻，兩者出現了矛盾！相信有過(guò)我這種疑惑的人不在少數！究其原因我猜想是原文作者沒(méi)有說(shuō)明這點(diǎn)，轉載的人見(jiàn)到有相關(guān)的知識便直接轉載了，自己也沒(méi)去想，估計也沒(méi)弄明白過(guò)，這樣便一個(gè)個(gè)都轉開(kāi)了，所以我建議在吸取別人精華時(shí)要多多思考，只有注入了自己的新元素知識才是被真正吸收了，否則即使涉獵的再多，也只是收藏！現在再來(lái)分析下上面的那個(gè)矛盾點(diǎn)，其實(shí)應該這么理解的，在STM32中，SysTick的架構其實(shí)是這么回事的：首先選擇時(shí)鐘源-->AHB-->這里便分走兩路，其一被8分頻，也便出現了最高頻率9MHz的結果；其二作為FCLK（CM3上的自由運行時(shí)鐘）直接從AHB輸出，這里卻是沒(méi)有再分頻的，其頻率就是AHB時(shí)鐘頻率，最大可以達到72MHz,下面程序對其設置也是在72MHz的的情況下的，具體可以參考STM32時(shí)鐘架構這幅圖，如下：

void RCC_Configuration(void)
{

RCC_DeInit();

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp();
if(HSEStartUpStatus==SUCCESS)
{

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9);

RCC_PLLCmd(ENABLE);

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY)==RESET)
{
}

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

while(RCC_GetSYSCLKSource()!=0x08)
{
}
}

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOE|
RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
}

配置完了RCC后，接下來(lái)便是需要配置SysTick了，使用 ST 的函數庫使用 systick 的方法一般步驟如下所示：

1 、調用 SysTick_CounterCmd() -- 失能 SysTick 計數器
2 、調用 SysTick_ITConfig () -- 失能 SysTick 中斷
3 、調用 SysTick_CLKSourceConfig() -- 設置 SysTick 時(shí)鐘源。
4 、調用 SysTick_SetReload() -- 設置 SysTick 重裝載值。
5 、調用 SysTick_ITConfig () -- 使能 SysTick 中斷
6 、調用 SysTick_CounterCmd() -- 開(kāi)啟 SysTick 計數器

SysTick_Configuration: 配置 SysTick
void SysTick_Configuration(void)
{

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);

NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysT

SysTick_ITConfig(ENABLE);
}

編寫(xiě)響應的中斷服務(wù)子函數，這個(gè)先對比較簡(jiǎn)單，直接在stm32f10x_it.h的void SysTickHandler(void)函數里填充計數值便可：

vu32 TimingDelay = 0;

void SysTickHandler(void)
{
TimingDelay--;
}

記住，在調用它的.C文件里記得申明TimingDelay這個(gè)變量為全局變量，否則無(wú)法使用這個(gè)計數值：

extern vu32 TimingDelay;

上面函數只是完成了前5步，接下來(lái)需要開(kāi)啟SysTick計數器以便讓其工作，前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)在SysTick一般多用于做精確延時(shí)用，故而對于這個(gè)延時(shí)函數它的生命周期便在調用開(kāi)始到調用結束，所以第6部一般放在被調用的這個(gè)函數中(Delay(N))：

void Delay(u32 nTime)
{

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);
TimingDelay = nTime;
while(TimingDelay != 0);

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);
}

至此，一個(gè)小的時(shí)鐘便算配置好了，接下來(lái)配置其他兩個(gè)中斷，道理是一樣的，這兩個(gè)為按鍵輸入，作為外部中斷事件，分為兩個(gè)部分，其一為端口配置在GPIO_Configration函數中，選擇工作模式為上拉輸入，用作外部中斷線(xiàn)路，下降沿觸發(fā)

void GPIO_Configration(void)
{

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource11);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource12);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line11|EXTI_Line12;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}

其二是NVIC嵌入式中斷配置，包括中斷源（中斷向量）、優(yōu)先級、使能等常規設置，具體在前一篇STM32中斷機制中介紹得很詳細了，這里就不多說(shuō)了，具體配置在void NVIC_Configuration(void)函數里
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
#ifdef VECT_TAB_RAM
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM,0X0);//向量表位于RAM區
#else
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH,0X0);//向量表位于FLASH區
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);//選擇第一組
//使能EXTI15_10中斷，按鍵PA11
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;// 指定搶占式優(yōu)先級別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;// 指定響應優(yōu)先級別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//使能EXTI15_10中斷，按鍵PA12
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=EXTI15_10_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;// 指定搶占式優(yōu)先級別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;// 指定響應優(yōu)先級別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

最后是相應的中斷服務(wù)子函數，還是在stm32f10x_it.h中，該中斷為EXTI15_10中斷，故而其中斷服務(wù)子函數在void EXTI15_10_IRQHandler(void)中驚醒執行，具體格式如下：

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{

if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line11)!=RESET)//判斷標志，中斷是否發(fā)生

{

...

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line11); //清標志位

}

if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line12)!=RESET)//判斷標志，中斷是否發(fā)生

{

...

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line12); //清標志位

}

}

最后下載運行，主函數中讓一個(gè)LED閃爍，按鍵1讓其他四個(gè)LED連續閃爍三次，按鍵2讓另外4個(gè)LED依次流水，下載運行，測試通過(guò)！詳細代碼可以直接下載如下壓縮文件，編譯環(huán)境為MDK350PRC,固件庫在安裝目錄下的子文件夾中，版本差別不大