嵌入式开发与应用按键外部中断实验二

一、实验目的

1. 通过实验掌握中断式键盘控制与设计方法；

2. 熟悉编写中断服务程序;

3. 掌握中断系统相关知识，掌握外部中断应用方法和处理过程；

4. 掌握实验处理器中断处理的软件编程方法；

5. 从按键程序的设计对系统的编程进行深入了解，与单片机裸机编程进行区分；

6. 掌握基于固件库编程控制GPIO端口的输出，进而控制LED灯的显示状态。

二、实验内容

根据实验要求通过按键点亮LED灯，通过原理图了解硬件电路结构，实现初始化GPIO，并配置中断，编写中断处理程序，处理一个键盘中断，并在串口打印中断及按键显示信息。按键K1按下，触发外部中断，中断函数点亮LED灯，来实现对LED灯的控制以及硬件仿真软件的测试。

原理图如下：

三、实验器材（设备、元器件）

（一）装有Keil uVision5软件的计算机一台

（二）STM32f103VET6的开发板一块

四、实验步骤

1.原理说明

本实例需要创建两个文件“exti.c”和“exti.h”用来存放 EXTI驱动程序及相关宏定义，STM32的每个IO端口都可以作为中断输入，因此配置1/0端口，使之能响应中断。其编程要点和步骤如下：

查看STM32VET6开发板原理图，如下图为按键原理图，可以看见有key1,key2和key3三个按键，可以通过这三个按键来控制LED灯的亮灭。看到原理图的话，按下按钮PC5变为低电平，所以需要给PA5一个高电平，即内部上拉。利用STM32的外部中断输入功能，在外部设备触发中断信号时，中断模块会将中断信号转换为STM32的中断信号，从而触发LED灯亮灭。

2. STM32的中断控制器支持19个外部中断/事件请求

这⼗九个外部中断为：线0~15：对应外部IO口的输⼊中断；线16：连接到PVD输出；线17：连接到RTC时钟事件；线18：连接到USB唤醒事件。

配置使用时，需要先将IO口与相应中断线的映射关系建立，再对其进行使用。

3. 配置描述

（1）使能GPIO时钟，STM在使用任何外设之前，都需要使能其时钟，实验用到PB5 IO口，因此需要使能GPIOB时钟。首先我们要使用IO口作为中断输入，所以我们要使能相应IO口时钟，以及初始化相应IO空口为输入模式，我们使用按键为外部中断，此处应设置按键的IO口；

用GPIO_InitTypeDef和EXTI_InitTypeDef结构体定义两个用于GPIO和EXTI初始化配置的变量。初始化LED灯，按键的GPIO，作为中断/事件输入时需把GPIO配置为上拉输入模式，按下按钮PC5变为低电平，所以我们需要给PA5一个高电平，即内部上拉。推挽输出，频率为50MHz；

（2）将按键GPIO连接到EXTI源输入。由于GPIO并不是专用的中断引脚，因此在用GPIO来触发外部中断的时候需要设置将GPIO相应的引脚和中断线连接起来；

将函数GPIO端口与中断线映射起来；

（3）配置按键EXTI中断\事件线，配置中断产生的条件，PB5、PD6、PD3这三个口采用的是上拉输入模式，当有按键按下时，该IO口是低电平，所以要配置成下降沿触发，对应的就是GPIO mode；

（4）配置中断分组（NVIC)，并使能中断。配置NVIC主要是配置一些中断源，中断的优先级（包括抢占优先级和相应优先级）还有设置使能中断（类似于C51中开启总开关）；

系统运行开始的时候设置中断分组。确定组号，也就是确定抢占优先级和子优先级的分配位数。调用函数为NVIC_PriorityGroupConfig();设置所用到的中断的中断优先级别。对每个中断调用函数为NVIC_Init();

由于有三个中断，根据前面所说，需要有3个bit来指定抢占优先级，所以选择第二组。又由于EXTI5-9共用一个中断响应函数，所以EXTI5选择的中断通道是EXTI9_5_IRQn。

（5）编写EXTI的中断服务函数。在STM32的固件库中有一个结构体NVIC_InitTypeDef,里面有相应的标志位设置，然后再用NVIC_Init()函数进行初始化。设置中断优先级，可以根据系统需要设置不同优先级，确保系统稳定性。中断服务函数是用来设置产生中断后需要实现的功能。

（6）外部中断的中断标志位在发生中断后会由硬件置1，但是在执行完中断服务函数后硬件不会自动清零，所以需要我们手动在中断服务函数的最后标志位清零。

4. main( )函数

五、实验数据及结果分析

通过以上实验得出以下数据

1. 外部中断处理流程

2. main.c部分

#include "stm32f10x.h" 
#include "key.h"
#include "exti0.h"int main(void)
{LED_inti();   //初始化与LED连接的硬件接口exti0_Inti(); //初始化与按键连接的硬件接口while(1);
}

3. extio.c部分

#include "stm32f10x.h" 
#include "key.h" 
void exti0_Inti(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU; //上拉输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStruct);         //模式配置GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource5); //把pc5挂到EXTI5总线上EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct; EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line5;   //中断线5EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;    //使能中断EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;     //EXTI为中断模式EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling; //下降沿中断EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);    //配置中断优先组NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI9_5_IRQn;      //选择EXTI9_5NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;         //使能中断通道NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1; //抢占优先级NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;      //中断优先级NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line5)==SET)  //确保是否产生中断{GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);   //清除中断标志位
}

4. extio.h部分

#ifndef __EXTI0_H
#define __EXTI0_Hvoid exti0_Inti(void);
void EXTI9_5_IRQHandler(void);#endif

5.key.c部分

#include "stm32f10x.h" void LED_inti(void)       //灯引脚的配置函数，定义PC2
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
}

6. key.h部分

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
void LED_inti(void);
#endif