小試STM32中斷程序

時間：2018-11-16 14:40:02

關(guān)鍵字： STM32 中斷程序

手機(jī)看文章

掃描二維碼
隨時隨地手機(jī)看文章

[導(dǎo)讀]前段時間用STM32F103VBT6寫了一個中斷的函數(shù)，借此機(jī)會想了解下STM32的中斷機(jī)制，用過之后發(fā)現(xiàn)STM32的中斷配置相當(dāng)靈活，穩(wěn)定行很高，測試發(fā)現(xiàn)幾乎沒出過什么差錯。我在程序里開了三個中斷，一個計(jì)數(shù)器用于精確延時用

前段時間用STM32F103VBT6寫了一個中斷的函數(shù)，借此機(jī)會想了解下STM32的中斷機(jī)制，用過之后發(fā)現(xiàn)STM32的中斷配置相當(dāng)靈活，穩(wěn)定行很高，測試發(fā)現(xiàn)幾乎沒出過什么差錯。我在程序里開了三個中斷，一個計(jì)數(shù)器用于精確延時用，另外兩個為外部事件處理中斷，下面一一詳細(xì)介紹，方便初學(xué)者入門。

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(jī)制

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

Cortex—M3是一個32位的核，在傳統(tǒng)的單片機(jī)領(lǐng)域中，有一些不同于通用32位CPU應(yīng)用的要求。比如在工控領(lǐng)域，用戶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個時鐘周期數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中可減少70%中斷。　　
異?；蛘咧袛嗍翘幚砥黜憫?yīng)系統(tǒng)中突發(fā)事件的一種機(jī)制。當(dāng)異常發(fā)生時，Cortex—M3通過硬件自動將編程計(jì)數(shù)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(shù)據(jù)總線)保存處理器狀態(tài)的同時，處理器通過Ibus(指令總線)從一個可以重新定位的向量表中識別出異常向量，并獲取ISR函數(shù)的地址，也就是保護(hù)現(xiàn)場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始執(zhí)行。執(zhí)行完ISR，硬件進(jìn)行出棧操作，中斷前的程序恢復(fù)正常執(zhí)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(nèi)核中包含一個SysTick時鐘。SysTick為一個24位遞減計(jì)數(shù)器，SysTick設(shè)定初值并使能后，每經(jīng)過1個系統(tǒng)時鐘周期，計(jì)數(shù)值就減1 。計(jì)數(shù)到0時SysTick計(jì)數(shù)器自動重裝初值并繼續(xù)計(jì)數(shù)，同時內(nèi)部的COUNTFLAG 標(biāo)志會置位，觸發(fā)中斷( 如果中斷使能情況下 ) 。

對于STM32系列微處理器來說，執(zhí)行一條指令只有幾十個 ns ，進(jìn)行 for 循環(huán)時，要實(shí)現(xiàn)N毫秒的x值非大，而且由于系統(tǒng)頻率的寬廣，很難計(jì)算出延時N毫秒的精確值。針對STM32微處理器，需要重新設(shè)計(jì)一個新的方法去實(shí)現(xiàn)該功能，因此，在STM32的應(yīng)用中，使用Cortex-M3內(nèi)核的SysTick 作為定時時鐘，設(shè)定每一毫秒產(chǎn)生一次中斷，在中斷處理函數(shù)里對N減一，在Delay(N)函數(shù)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 時鐘，退出函數(shù)，這種延時函數(shù)的做法能很高效地實(shí)現(xiàn)精確定時。

三、SysTick編程實(shí)現(xiàn)Delay(N)函數(shù)

思路：利用systick定時器為遞減計(jì)數(shù)器，設(shè)定初值并使能它后，它會每個系統(tǒng)時鐘周期計(jì)數(shù)器減 1 ，計(jì)數(shù)到 0 時，SysTick 計(jì)數(shù)器自動重裝初值并繼續(xù)計(jì)數(shù)，同時觸發(fā)中斷。那么每次計(jì)數(shù)器減到 0 ，

時間經(jīng)過了：

T = 系統(tǒng)時鐘周期x計(jì)數(shù)器初值

比如使用 72M 作為系統(tǒng)時鐘，那么每次計(jì)數(shù)器減 1 所用的時間是 1/72M ，計(jì)數(shù)器的初值如果是 72000 ，那么每次計(jì)數(shù)器減到 0 ，時間經(jīng)過 (1/72M) * 72000 =0.001s ，即 1ms.

有了以上思路做鋪墊后，為了實(shí)現(xiàn)首先我們需要一個72MHz的SysTick時鐘。

第一步配置RCC寄存器和SysTick寄存器

由于系統(tǒng)時鐘（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的時鐘源，同時HCLK（AHB Clock）時鐘也相應(yīng)的配置成72MHz了，因?yàn)樽罱KSysTick是需要通過AHB后輸出的，所以在配置的同時也需要選擇AHB 時鐘，這里選擇為RCC_SYSCLK_Div1（咖啡色部分）表示AHB 時鐘 = 系統(tǒng)時鐘，相關(guān)配置見下面函數(shù)（RCC_Configuration）紅色字體部分。這里需要特別強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，有關(guān)書籍里常提到"SysTick的最高頻率為 9MHz （最大為HCLK/ 8），在這個條件下，把SysTick重裝載值設(shè)置為9000，將SysTick時鐘設(shè)置為9MHz,就能夠產(chǎn)生1ms 的時間基值"剛開始對這句話感到很迷惑，因?yàn)椋械牡胤浇榻BSysTick沒有說最大頻率智能9MHz,這里卻指出會被8分頻，兩者出現(xiàn)了矛盾！相信有過我這種疑惑的人不在少數(shù)！究其原因我猜想是原文作者沒有說明這點(diǎn)，轉(zhuǎn)載的人見到有相關(guān)的知識便直接轉(zhuǎn)載了，自己也沒去想，估計(jì)也沒弄明白過，這樣便一個個都轉(zhuǎn)開了，所以我建議在吸取別人精華時要多多思考，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(xiàn)在再來分析下上面的那個矛盾點(diǎn)，其實(shí)應(yīng)該這么理解的，在STM32中，SysTick的架構(gòu)其實(shí)是這么回事的：首先選擇時鐘源-->AHB-->這里便分走兩路，其一被8分頻，也便出現(xiàn)了最高頻率9MHz的結(jié)果；其二作為FCLK（CM3上的自由運(yùn)行時鐘）直接從AHB輸出，這里卻是沒有再分頻的，其頻率就是AHB時鐘頻率，最大可以達(dá)到72MHz,下面程序?qū)ζ湓O(shè)置也是在72MHz的的情況下的，具體可以參考STM32時鐘架構(gòu)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，接下來便是需要配置SysTick了，使用 ST 的函數(shù)庫使用 systick 的方法一般步驟如下所示：

1 、調(diào)用 SysTick_CounterCmd() -- 失能 SysTick 計(jì)數(shù)器
2 、調(diào)用 SysTick_ITConfig () -- 失能 SysTick 中斷
3 、調(diào)用 SysTick_CLKSourceConfig() --設(shè)置 SysTick 時鐘源。
4 、調(diào)用 SysTick_SetReload() --設(shè)置 SysTick 重裝載值。
5 、調(diào)用 SysTick_ITConfig () --使能 SysTick 中斷
6 、調(diào)用 SysTick_CounterCmd() --開啟 SysTick 計(jì)數(shù)器

SysTick_Configuration: 配置 SysTick
void SysTick_Configuration(void)
{

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK);

NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysT

SysTick_ITConfig(ENABLE);
}

編寫響應(yīng)的中斷服務(wù)子函數(shù)，這個先對比較簡單，直接在stm32f10x_it.h的void SysTickHandler(void)函數(shù)里填充計(jì)數(shù)值便可：

vu32 TimingDelay = 0;

void SysTickHandler(void)
{
TimingDelay--;
}

記住，在調(diào)用它的.C文件里記得申明TimingDelay這個變量為全局變量，否則無法使用這個計(jì)數(shù)值：

extern vu32 TimingDelay;

上面函數(shù)只是完成了前5步，接下來需要開啟SysTick計(jì)數(shù)器以便讓其工作，前面已經(jīng)說過在SysTick一般多用于做精確延時用，故而對于這個延時函數(shù)它的生命周期便在調(diào)用開始到調(diào)用結(jié)束，所以第6部一般放在被調(diào)用的這個函數(shù)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，一個小的時鐘便算配置好了，接下來配置其他兩個中斷，道理是一樣的，這兩個為按鍵輸入，作為外部中斷事件，分為兩個部分，其一為端口配置在GPIO_Configration函數(shù)中，選擇工作模式為上拉輸入，用作外部中斷線路，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