EXTI 按鍵中斷

【紅楓派開發(fā)板】第四講 EXTI-按鍵中斷檢測實(shí)驗(yàn)

發(fā)布于 2024-03-25 09:31:31

4.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過本實(shí)驗(yàn)主要學(xué)習(xí)以下內(nèi)容：

? EXTI中斷原理；

? 按鍵中斷檢測原理；

4.2 實(shí)驗(yàn)原理

4.2.1 NVIC中斷向量控制器

介紹EXTI之前，首先為各位讀者介紹NVIC中斷向量控制器，NVIC為M4內(nèi)核組件，用于實(shí)現(xiàn)高效的異常和中斷處理。NVIC可以支持搶占以及咬尾中斷，具有多達(dá)68種外設(shè)中斷以及4位中斷優(yōu)先等級配置（最多支持16個中斷有限等級），當(dāng)中斷或異常產(chǎn)生時，系統(tǒng)自動將當(dāng)前處理器工作狀態(tài)壓棧，在執(zhí)行完中斷服務(wù)子程序（ISR）后自動將其出棧。

GD32F303系列MCU的中斷向量表如下表所示（包含異常中斷）。

有關(guān)NVIC中斷相關(guān)配置函數(shù)可參考gd32f30x_misc.c，其中主要有以下幾個函數(shù)，其功能簡介如下表所示。

4.2.2 EXTI中斷原理

EXTI為外部中斷/事件控制器，GD32F303系列MCU EXTI可以最多支持20個相互獨(dú)立的邊沿檢測電路并且能夠向處理器內(nèi)核產(chǎn)生中斷請求或喚醒事件。 EXTI有三種觸發(fā)類型：上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和任意沿觸發(fā)。 EXTI中的每一個邊沿檢測電路都可以獨(dú)立配置和屏蔽。

EXTI框圖如下圖所示，極性控制用于控制邊沿檢測，可實(shí)現(xiàn)對外部EXTI信號線進(jìn)行檢測判斷，當(dāng)符合相關(guān)極性配置的EXTI信號出現(xiàn)后，將會發(fā)出EXTI請求，硬件EXTI請求與內(nèi)部軟件觸發(fā)信號相或，然后輸出給NVIC中斷向量控制器產(chǎn)生中斷以及輸出至喚醒單元進(jìn)行喚醒，也即是內(nèi)部軟件也可以觸發(fā)相關(guān)請求。

EXTI相關(guān)觸發(fā)源如下表所示，所有的GPIO均可以觸發(fā)EXTI，另外LVD、RTC鬧鐘、USB喚醒以及以太網(wǎng)喚醒也可以觸發(fā)EXTI中斷或事件，EXTI可用于喚醒深度睡眠模式下的MCU。

? 注意：相同編號的引腳共用中斷入口，比如PA0、PB0、PC0均使用EXTI0中斷線，讀者在使用時需注意不同的EXTI中斷需要使用不同編號的GPIO引腳。

?軟件觸發(fā)EXTI中斷請求可通過設(shè)置EXTI_SWIEV軟件中斷事件寄存器實(shí)現(xiàn)，如下圖所示，設(shè)置相應(yīng)控制位為1，即可實(shí)現(xiàn)軟件觸發(fā)EXTI中斷請求。

4.3 硬件設(shè)計(jì)

本例程所使用的電路也為按鍵電路，具體可參考3.3章節(jié)描述。

4.4 代碼解析

4.4.1 主函數(shù)代碼解析

主函數(shù)代碼如下所示，主要包括延遲初始化、LED初始化、key按鍵結(jié)構(gòu)體初始化（此處將KEY0按鍵配置為中斷模式，并將中斷回調(diào)函數(shù)注冊為ROCKER_KEY_IRQHandler）、串口初始化以及NVIC配置，KEY0使用的是PE2引腳，因而使能EXTI2_IRQn中斷號，延遲1S后，打印Example of key interrupt detection，之后進(jìn)入主循環(huán)，在主循環(huán)中查詢ROCKER_KEY.press_timerms標(biāo)志位，當(dāng)ROCKER_KEY被按鍵觸發(fā)中斷后，該標(biāo)志將會被設(shè)置為PRESS_DOWN，然后被主循環(huán)檢測到后，將會打印ROCKER_KEY is pressed to trigger an interrupt。

C
int main(void)
{
driver_init();
bsp_led_group_init();
bsp_led_on(&LED0);
bsp_led_off(&LED1);

/* 配置按鍵為中斷模式，并注冊按鍵回調(diào)函數(shù) */
ROCKER_KEY.key_gpio->gpio_mode = INT_LOW;
ROCKER_KEY.key_gpio->int_callback = ROCKER_KEY_IRQHandler;
bsp_key_init(&ROCKER_KEY);
nvic_irq_enable(EXTI2_IRQn,0,0);

bsp_uart_init(&BOARD_UART);
delay_ms(1000);
printf_log("Example of key interrupt detection.\r\n");

while (1)
{
if(ROCKER_KEY.press_timerms == PRESS_DOWN)
{
/* 檢測到按鍵被按下 */
ROCKER_KEY.press_timerms = PRESS_NONE;
printf_log("ROCKER_KEY is pressed to trigger an interrupt.\r\n");
}
}
}

4.4.2 按鍵中斷回調(diào)函數(shù)

按鍵中斷回調(diào)函數(shù)如下所示，該函數(shù)在dvire_gpio_exti_handle中被調(diào)用，dvire_gpio_exti_handle在EXTI2_IRQHandler中被調(diào)用，其中EXTI2_IRQHandler為EXTI2的中斷服務(wù)程序入口。

C
void ROCKER_KEY_IRQHandler(typdef_gpio_general *KEYx_IO)
{
if(SET==bsp_key_state_get(&ROCKER_KEY))
{
ROCKER_KEY.press_timerms=PRESS_DOWN;
bsp_led_toggle(&LED0);
bsp_led_toggle(&LED1);
}
}

void dvire_gpio_exti_handle(typdef_gpio_general *gpio)
{
bit_status int_input_bit=RESET;
if(exti_flag_get(gpio->extix)==SET)
{
exti_flag_clear(gpio->extix);
int_input_bit=dvire_gpio_pin_filter_get(gpio);

if( (gpio->gpio_mode==INT_LOW && int_input_bit==RESET) || (gpio->gpio_mode==INT_HIGH && int_input_bit==SET) )
{
if(gpio->int_callback!=NULL)
{
gpio->int_callback((typdef_gpio_general *)gpio);
}
}
}
}
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
dvire_gpio_exti_handle(ROCKER_KEY.key_gpio);
}

4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將本例程燒錄到紅楓派開發(fā)板中，通過Type C數(shù)據(jù)線連接USB串口和PC，打開串口調(diào)試助手，上電復(fù)位后，首先將會打印Example of key interrupt detection.，之后按下ROCKER_KEY按鍵后，將會打?。篟OCKER_KEYis pressed to trigger an interrupt.。