2019年9月9日星期一（STM32 内部时钟 中断）

一.stm32的启动过程

  在stm32的开发中，芯片的启动代码官方通常会提供，一般不需要修改。但是对芯片的启动代码有一定了解，有助于对某些组件工作原理加深了解

  可以借助官方提供的启动代码来理解启动过程，启动代码是一个汇编文件(.s作为后缀)，我们开发板的启动文件是start_stm32f40_41xxx.s

1.初始化栈

2.初始化堆

3.实现异常向量表

4.处理各个异常的代码

    其中复位异常中 ----- 初始化一些基本硬件(时钟,SRAM,FLASH...),调用主函数

二.stm32的时钟系统

  stm32f407的推荐时钟频率 168MHz

1.提供参考时钟的硬件

  晶振 ----------- 产生低频的稳定震荡信号

  RC震荡电路 ----- 产生低频的不稳定震荡信号

以上产生的频率不足以直接供给CPU使用，实际上使用PLL(锁相环)通过一个低频信号产生一个高频信号，供给CPU使用

    

stm32f407一共4个原始时钟源

    HSIRC -------- 高速内部RC震荡时钟(16M)

    HSEOSC -------- 高速外部晶振(4-26M)

    LSIRC -------- 低速内部RC震荡时钟(32K)

    LSEOSC ------- 低速外部晶振(32.768K)

2.stm32f407时钟树

 

   

                    

绝大多数的外设挂在AHB总线和APB总线上，这些总线上的频率和系统频率一起提供，可选(HSI HSE PLL)

其中RTC和看门狗通常使用独立的时钟源，RTC使用LSE，看门狗使用LSI

3.PLL锁相环频率配置

    PLL输出频率(168M) = f时钟输入(8M) X PLLN / (PLLM X PLLP)

    168 =                     8 X      336 /  (8    X   2)

4.修改工程中PLL配置，让主频为168M

（1）system_stm32f4xx.c文件中

第316行改为

    

（2）stm32f4xx.h

第123行改为

 

   

三.GPIO输入

1.原理图

 

   

  如果按键按下去，接地，管脚低电平

  案件松开，由于上拉电阻，管脚高电平

 

 

   

    

    连接到了CPU的PA0 PE2 PE3 PE4

2.硬件说明手册(略)

3.查看芯片参考手册,库函数手册

    输入数据的获取通过读输入数据寄存器

 

   

  获取输入电平的库函数

        uint8_t GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin)

        参数:

            GPIOx - 哪一组GPIO

            GPIO_Pin - 哪一个脚

        返回对应脚的状态(1 - 高电平 0 - 低电平)

物理按键在理想情况下按下松开是如下的电平信号

 

   

实际上物理按键在按下和松开的时候会有一段时间的抖动(<10ms)，造成发生多次按键操作的假象，我们需要通过延时操作消除抖动

 

   

 消抖的代码

    if(按下){

        //延时10ms

        if(按下){

            //真实按键事件

        }

    }

以上的按键驱动叫做轮询操作，轮询操作实现简单，但是效率比较低

更多的时候我们会使用中断来实现事件的响应，效率比较高

三.中断

1.概念

  中断指的是计算机运行期间，出现了某些需要立即处理的事务，计算机能够自动停止当前正在运行的程序，转而去执行处理需要立即处理的事务的代码，执行完成后回到被打断的程序位置继续往下执行。

 

   

2.stm32中断处理层次结构

 

   

3.NVIC向量中断控制器

（1）特性

    

    NVIC的其他细节信息包含在 权威指南 中，其中包括 寄存器介绍以及优先级

（2）stm32中断优先级

    stm32中断优先级分为响应优先级和抢占优先级

    高抢占优先级的中断可以打断正在执行的低抢占优先级的中断

    如果抢占优先级相同，高响应优先级的中断不能抢占低响应优先级的中断

    如果抢占优先级相同，当两个中断同时发生，优先响应响应优先级高的中断

    如果抢占优先级和响应优先级都相同，哪个中断先发生就响应哪个中断

注意事项：

    1）数字越小，优先级越高

    2）抢占优先级和响应优先级一起占用固定的空间(4位二进制位)

        设置每种优先级占的位数叫做优先级分组，优先级分组程序中只能设置一次，多次设置带来不可预知的后果

    3）中断处理程序的时间尽可能短，禁止延时(睡眠)

4.中断源(外部中断)

  由外部硬件设备触发的中断叫外部中断，外部中断可以配置为 电平触发和边沿触发，包含23个可编程的外部中断源，其中由IO口触发的中断是

  EXINT0 ---- EXINT15

     

   

  EXINT0可以选择任意一个GPIO组中的0号管脚接入(PA0 PB0...)

  之后的外部中断线依此类推

  EXINT15可以选择任意一个GPIO组中的15号管脚接入(PA15 PB15...)

注:

  EXINT0 --- EXINT4有单独的中断号

  EXINT5-9共用一个中断号

  EXINT10-15共用一个中断号

外部中断处理框图

    

5.中断编程实现

（1）在程序开头设置优先级分组

    void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)

        

---

/******************中断初始化*******************************************/

（2）使能SYSCFG时钟

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

//中断源部分

（3）初始化GPIO为输入模式

    GPIO_Init(...)

（4）设置IO口和中断线的映射关系

    void SYSCFG_EXTILineConfig(uint8_t EXTI_PortSourceGPIOx, uint8_t EXTI_PinSourcex)

    参数:

        EXTI_PortSourceGPIOx - 哪一组

        EXTI_PinSourcex - 哪个脚

（5）初始化中断源

    void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)

 typedef struct
{
  uint32_t EXTI_Line;               /*!< 中断线 @ref EXTI_Lines */
  
  EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;       /*!< 中断or事件 @ref EXTIMode_TypeDef */

  EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; /*!< 触发边沿 @ref EXTITrigger_TypeDef */

  FunctionalState EXTI_LineCmd;     /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */
}EXTI_InitTypeDef;

//NVIC部分

    void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)

  typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                    /*!< 中断通道(中断号) */

  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  /*!< 抢占优先级(不能超过分配的位数) */

  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;         /*!< 响应优先级(不能超过分配的位数) */

  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;         /*!< 使能/禁止 ENABLE or DISABLE */  
} NVIC_InitTypeDef;
 

---

/*编写中断处理程序*/

中断处理程序是一个函数，无参无返回值，函数名要去异常向量表中找

 void EXTI0_IRQHandler(void)

{

    //..........

    //清除中断标识

    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);//

}