1.理论
中断系统
1.中断
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
2.中断优先级
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
3.中断嵌套
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
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基本结构
NVIC优先级分组
NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位（0~15）决定，这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级 抢占优先级高的可以中断嵌套，响应优先级高的可以优先排队，抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队
EXTI（外部中断）简介
EXTI（Extern Interrupt）外部中断
EXTI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，EXTI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执行EXTI对应的中断程序
支持的触发方式：上升沿/下降沿/双边沿/软件触发
支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同时触发中断
通道数：16个GPIO_Pin，外加PVD输出、RTC闹钟、USB唤醒、以太网唤醒
触发响应方式：中断响应/事件响应
注意
事件响应：是指触发别的外设 比如：ADC，DMA；
EXTI基本结构
EXTI框图
AFIO介绍
旋转编码器简介
旋转编码器：用来测量位置、速度或旋转方向的装置，当其旋转轴旋转时，其输出端可以输出与旋转速度和方向对应的方波信号，读取方波信号的频率和相位信息即可得知旋转轴的速度和方向 类型：机械触点式/霍尔传感器式/光栅式
2.对射式红外传感器计次代码
GPIO采用上拉输入模式
CountSensor.c
#include "stm32f10x.h"
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
* 注 意：每一个元器件都要开启时钟（其中EXTI与NVIC是默认打开的所以不需要开启）
*/
void CountSensor_Init(void)
{
//第1步：
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIOB的时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//将引脚初始化为上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//第2步：
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//开启AFIO的时钟，外部中断必须开启AFIO的时钟
/*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
//第3步：
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;//定义结构体变量
EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line14;//选择配置外部中断的14号线
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;//指定外部中断线使能
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//指定外部中断线为中断模式
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//指定外部中断线为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);//将结构体变量交给EXTI_Init，配置EXTI外设
//第3步:
/*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（芯片使用的是中等密度的条件编译STM32F10X_MD）
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：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
*/
//选择配置NVIC的EXTI15_10线的中断函数
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
}
}
/**
* 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;
}
CountSensor.h
#ifndef __COUNTSENSOR_H
#define __COUNTSENSOR_H
void CountSensor_Init(void);
uint16_t CountSensor_Get(void);
#endifmain.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
}
}3.旋转编码器计次代码
以上两个图是旋转编码器的工作原理
Encoder.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
uint16_t Encoder_Count;
void Encoder_Init(void)
{
//第1步：
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//开启GPIOB的时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//将引脚初始化为上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 |GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
//第2步：
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);//开启AFIO的时钟，外部中断必须开启AFIO的时钟
/*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GPIOA，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GPIOA，即选择PB1为外部中断引脚
//第3步：
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;//定义结构体变量
EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line1 | EXTI_Line0;//选择配置外部中断的1，0号线
EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;//指定外部中断线使能
EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//指定外部中断线为中断模式
EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//指定外部中断线为下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);//将结构体变量交给EXTI_Init，配置EXTI外设
//第3步:
/*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_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
/*PB0 NVIC配置*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI15_10线（芯片使用的是中等密度的条件编译STM32F10X_MD）
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
/*PB1 NVIC配置*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //选择配置NVIC的EXTI15_10线（芯片使用的是中等密度的条件编译STM32F10X_MD）
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1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init，配置NVIC外设
}
/**
* 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
}
}
/**
* 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;
}Encoder.h
#ifndef __ENCODER_H
#define __ENCODER_H
int16_t Encoder_Get(void);
void Encoder_Init(void);
#endifmain.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.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
}
}
接线图
相关API
1.GPIO_AFIODeInit
void GPIO_AFIODeInit(void)(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
功能:
用来复位AFIO外设 调用该函数后AFIO外设的配置就会全部清除
参数:
无
返回值:
无
2. GPIO_PinLockConfig
void GPIO_PinLockConfig(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
功能:
锁定GPIO引脚配置寄存器
参数:
GPIOx:GPIOx:其中x可以为(A..G)选择GPIO外设
GPIO_Pin:要写的端口位,该参数可以是GPIO_Pin_x的任意组合，其中x可以是(0..15)
返回值:
无 3. GPIO_PinRemapConfig
void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);
功能:
更改指定引脚的映射
参数:
GPIO_Remap: 选择要重新映射的引脚
NewState：端口引脚重新映射的新状态,取值为:ENABLE或DISABLE
返回值:
无
4. GPIO_EXTILineConfig
void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);
功能:
选择 GPIO 管脚用作外部中断线路
参数:
GPIO_PortSource: 选择用作外部中断线源的 GPIO 端口,取值为GPIO_PortSourceGPIOx，其中x为(A..G)
GPIO_PinSource：待设置的外部中断线路,该参数可以是GPIO_PinSourcex，其中x可以是(0..15)
返回值:
无
5.EXTI_Init
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);
功能:
根据 EXTI_InitStruct 中指定的参数初始化外设 EXTI 寄存器
参数:
EXTI_InitStruct：指向结构 EXTI_InitTypeDef 的指针，包含了外设 EXTI 的配置信息
返回值:
无
6. EXTI_GetITStatus
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line)
功能:
检查指定的 EXTI 线路触发请求发生与否
参数:
EXTI_Line：待检查 EXTI 线路的挂起位
返回值:
EXTI_Line 的新状态（SET 或者 RESET）
7. EXTI_ClearITPendingBit
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line)
功能:
清除 EXTI 线路挂起位
参数:
EXTI_Line：待清除 EXTI 线路的挂起位
返回值:
无
8. NVIC_PriorityGroupConfig
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
功能:
设置优先级分组：先占优先级和从优先级（先占就是抢先优先级，从站就是响应优先级）
参数:
NVIC_PriorityGroup：优先级分组位长度（本次代码选择的是2为抢占2位响应 比较平均）
返回值:
无
PriorityGroup类型
/** @defgroup Preemption_Priority_Group
* @{
*/
#define NVIC_PriorityGroup_0 ((uint32_t)0x700) /*!< 0 bits for pre-emption priority
4 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_1 ((uint32_t)0x600) /*!< 1 bits for pre-emption priority
3 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_2 ((uint32_t)0x500) /*!< 2 bits for pre-emption priority
2 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_3 ((uint32_t)0x400) /*!< 3 bits for pre-emption priority
1 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_4 ((uint32_t)0x300) /*!< 4 bits for pre-emption priority
0 bits for subpriority */
9. NVIC_Init
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)
功能:
根据 NVIC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 NVIC 寄存器
参数:
NVIC_InitStruct：指向结构 NVIC_InitTypeDef 的指针，包含了外设 GPIO 的配置信息
返回值:
无