STM32CUBE快速入门02

一、实验目的

本次实验所涉及并要求掌握的知识点。

1. 配置和使用STM32外部中断功能

（1）学习外部中断的工作机制，如中断触发条件（上升沿、下降沿、双边沿触发）和中断优先级。

（2）掌握中断处理的基本流程，包括中断产生、中断处理函数的执行以及中断标志的清除。

二、实验内容

1. 抢占优先级相同的中断试验

根据图 1所示的开发板LED和开关按键电路图，使用STM32中断功能设计并实现具有如下功能的程序：

• • 按KeyLeft，使LED1输出翻转，按KeyRight，使LED2输出翻转；
  • 按下KeyLeft键后再快速按下KeyRight键，KeyRight键控制的LED2并不会立刻变化，需等待1秒后才变化。

图 1 电路图

2. 抢占优先级不同的中断试验

根据图 1所示的开发板LED和开关按键电路图，使用STM32中断功能设计并实现具有如下功能的程序

• • 按KeyLeft，使LED1输出翻转，按KeyRight，使LED2输出翻转；
  • 按下KeyRight键（优先级为2）后快速再按下KeyLeft键，KeyLeft键（优先级为1）控制的LED1会立刻变化。

• 主要实验步骤

1. 抢占优先级相同的中断试验

（1）程序设计思路

首先，通过配置 KeyLeft 和 KeyRight 按键的外部中断，当按键按下时触发相应的中断服务例程（ISR）。

当按下 KeyLeft 时，翻转 LED1 的状态，并将 KeyLeft_Pressed 标志设置为 1，表示 KeyLeft 被按下。

若按下 KeyRight，则根据 KeyLeft 的状态来决定是否延迟操作。如果 KeyLeft 已按下，记录当前时间（使用 HAL_GetTick() 获取系统时间），并判断上次按下 KeyRight 的时间。

如果当前时间与上次按下 KeyRight 的时间差小于 1 秒（currentTime - KeyRight_DelayStartTime < 1000），则通过 HAL_Delay() 延迟剩余时间，并在延迟后翻转 LED2，同时重置 KeyLeft_Pressed，表示 KeyLeft 按键状态已清除。如果 KeyLeft 没有按下，则直接翻转 LED2。

通过 HAL_GetTick() 来检查 KeyRight 是否需要等待 1 秒再执行操作，避免按键抖动和控制延迟。

（2）程序流程图

1. 关键步骤与代码分析

• MX配置

1. 按键、LED与MCU连接的GPIO引脚的设置如下，两个按键引脚设置为外部中断触发方式

1. 在SYS组件中，设置Debug为Serial Wire
2. 在RCC组件中，设置HSE为Crystal/Ceramic Resonator
3. 在NVIC组件中，首先在Priority Group下拉列表框里选择优先级分组，这里选择2bits for pre-emption priority 2 bits for subpriority，即选择2位用于抢占优先级，2位用于次优先级；设置EXTI line2 interrupt和EXTI line4 interrupt中断优先级相同，均为1。

1. 将KEY_LED目录添加到项目的头文件搜索路径和源程序搜索路径里

②关键代码分析及实现

1. 生成代码中的主程序main.c已经完成了GPIO引脚的初始化，包括外部中断的初始化设置，还生成了外部中断ISR的代码框架

1. 在main.h中生成了按键KeyRight、KeyLeft、LED1、LED2的引脚号、端口和宏定义

GPIO和EXTI中断初始化

文件gpio.c中的函数MX_GPIO_Init()实现了GPIO引脚和EXTI中断的初始化。这个函数对LED、按键进行初始化，并对外部中断进行设置。

EXTI中断的ISR

在文件stm32f4xx_it.c中自动生成了ISR的代码框架，ISR调用中断函数HAL_GPIO_EXTI_Callback()

1. 在gpio.c重新实现中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback()
2. 定义

KeyLeft_LastPressTime,KeyRight_LastPressTime,KeyLeft_Pressed,KeyRight_DelayStartTime四个变量分别记录KeyLeft按下的时间，KeyRight按下的时间，KeyLeft的状态，KeyRight按下的起始时间。

（4）结果分析

按KeyLeft，使LED1输出翻转，按KeyRight，LED2输出翻转；按下KeyLeft键后再快速按下KeyRight键，KeyRight键控制的LED2需等待1秒后才变化。

2. 抢占优先级不同的中断试验

（1）程序设计思路

配置 KeyLeft 和 KeyRight 按键的外部中断，通过 EXTI (外部中断) 触发回调函数。

设置KeyLeft优先级为1，KeyRight优先级为2

回调函数：按下KeyLeft时翻转LED1，按下KeyRight时翻转LED2

（2）程序流程图

（3）关键步骤与代码分析

① MX配置

1. 在GPIO组件的模式和配置页面，对按键引脚的外部中断触发方式、LED引脚进行设置
2. 在SYS组件中，设置Debug为Serial Wire
3. 在RCC组件中，设置HSE为Crystal/Ceramic Resonator
4. 在System Core分组里，单击NVIC，在其模式与配置界面进行中断设置，首先在Priority Group下拉列表框里选择优先级分组，选择2 bits for pre-emption priority 2 bits for subpriority，即选择2位用于抢占优先级，2位用于次优先级

1. EXTI line2 interrupt优先级设为2,EXTI line4 interrupt优先级设为1

②关键代码分析

1. 生成代码中的主程序main.c已经完成了GPIO引脚的初始化，包括外部中断的初始化设置

1. GPIO和EXTI中断初始化

文件gpio.c中的函数MX_GPIO_Init()实现了GPIO引脚和EXTI中断的初始化

1. EXTI中断的ISR

在文件stm32xx_it.c中自动生成了ISR的代码框架

1. 重新实现中断回调函数

当KeyLeft按下时，翻转LED1；当KeyRight按下时，翻转LED2。由于在MX配置KeyLeft的优先级高于KeyRigth，实现优先翻转LED1

1. 实验结果分析

按KeyLeft，使LED1输出翻转，按KeyRight，使LED2输出翻转；按下KeyRight键（优先级为2）后快速再按下KeyLeft键，KeyLeft键（优先级为1）控制的LED1会立刻变化。