ST32中的中断的概念
在STM32微控制器中，中断是一种允许设备在特定事件（例如外部引脚状态变化、定时器溢出、ADC转换完成等）发生时打断当前程序执行的机制。中断可以显著提高系统的实时响应能力，因为处理器无需主动等待特定事件，而是可以在事件发生时通过中断快速响应。
1. 中断基本概念
中断机制允许外设模块（如UART、GPIO、定时器等）向CPU发出请求，CPU会停止当前执行的代码，跳转到中断服务程序（ISR）中执行特定代码，处理完后返回原代码继续执行。STM32中断可分为以下两类：
- 外部中断：由外部引脚（GPIO）变化或其他外围设备（如RTC、IWDG等）触发。
- 内部中断：由芯片内部外设（如定时器、ADC、DMA等）触发。
2. 中断优先级
STM32的中断系统支持不同的优先级，以确保在多个中断源同时请求中断时，具有更高优先级的中断会优先得到响应。优先级分为以下两类：
- 抢占优先级（Preemption Priority）：决定了中断是否可以打断其他中断。
- 子优先级（Sub Priority）：决定了当具有相同抢占优先级的中断请求同时发生时，哪个中断会先被响应。
STM32的中断优先级配置通过NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller，嵌套向量中断控制器）实现。
3. 中断控制器NVIC
在标准外设库中，NVIC的中断设置和控制主要通过NVIC_InitTypeDef结构体和NVIC_Init()函数来完成。这个方法将中断配置的各项参数集中在一个结构体中，使得配置过程更加便捷和一致。该方法包括以下关键步骤：
NVIC_InitTypeDef 结构体
NVIC_InitTypeDef是一个结构体，用于配置特定中断通道的参数：
NVIC_IRQChannel：指定要配置的中断源，即IRQ通道编号。NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：设置中断的抢占优先级。NVIC_IRQChannelSubPriority：设置中断的子优先级，用于同一抢占优先级的中断排序。NVIC_IRQChannelCmd：启用或禁用该中断。
配置NVIC的标准库方法
通过初始化NVIC_InitTypeDef结构体并调用NVIC_Init()函数即可实现中断配置。
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // 选择EXTI0通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01; // 抢占优先级设置为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03; // 子优先级设置为3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能该中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 4. 中断配置步骤
步骤 1：配置中断源（以外部中断为例）
如果是外部中断（EXTI），首先配置GPIO引脚的中断模式。
- 使能GPIO时钟：打开对应的GPIO端口时钟。
- 配置GPIO引脚模式：将引脚设置为输入模式，并指定中断触发边沿（上升沿、下降沿或双边沿）。
配置PA0为外部中断引脚并设置为下降沿触发：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); // 使能GPIOA和AFIO时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 浮空输入模式
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0); // 将GPIOA的0号引脚映射到EXTI0步骤 2：配置外部中断控制（EXTI）
设置外部中断触发的边沿、引脚和通道等配置。
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; // 选择EXTI0，即对应PA0引脚
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 设置为中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; // 使能EXTI线路
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);步骤 3：配置NVIC
使用NVIC_InitTypeDef结构体配置中断通道、抢占优先级和子优先级，并使能中断。
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // 指定中断通道（EXTI0中断）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01; // 抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03; // 子优先级为3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能该中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);6. 编写中断服务函数
当事件发生时，CPU会跳转到对应的中断服务程序。每个中断有一个固定的中断处理函数名，例如，EXTI0_IRQHandler() 负责处理EXTI0中断。
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; // 指定中断通道（EXTI0中断）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01; // 抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x03; // 子优先级为3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能该中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);5. 其他常用NVIC函数
在标准库中，NVIC的相关配置可以通过NVIC_EnableIRQ()、NVIC_DisableIRQ()和NVIC_SetPriority()等函数进行操作，这些函数可以在不使用结构体的情况下直接控制中断：
NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)：使能指定中断。NVIC_DisableIRQ(IRQn_Type IRQn)：禁用指定中断。NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)：设置指定中断的优先级。
NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 1); // 设置优先级 NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn); // 使能中断6. 常见应用场景
- 按键检测：外部中断处理按键按下或松开等事件。
- 定时任务：通过定时器中断实现定时任务，如周期性读取传感器数据。
- 串口通信：通过串口中断处理数据收发，提升通信效率。
- ADC采样完成：在ADC转换完成后触发中断，数据采集更高效。
- DMA传输完成：在DMA完成数据传输后触发中断，进行数据后续处理。
7. 注意事项
- 合理设置中断优先级：确保关键任务的中断优先级最高，以保证实时性。
- 中断服务函数中避免阻塞操作：避免耗时的代码，以免影响系统响应。
- 谨慎使用中断嵌套：避免嵌套过深导致系统不稳定。
通过标准外设库的中断配置，STM32可以实现实时响应的应用，适用于嵌入式系统的各种场景。