一、中断原理-
中断编程原理是指在计算机系统中，当发生某种特定事件或条件时，系统会暂时中止当前正在执行的程序，转而执行另一个特定的程序，然后在执行完这个特定程序后，再返回到原来的程序继续执行。这种机制可以使计算机系统在处理多任务时更加高效和灵活。
中断编程的实现原理主要包括以下几个步骤：
中断请求：当某种特定事件或条件发生时，硬件会发出一个中断请求信号，通知处理器暂停当前执行的程序。
中断处理程序：处理器接收到中断请求信号后，会跳转到事先设定好的中断处理程序，执行其中的指令。
保存现场：在中断处理程序执行之前，处理器会将当前程序的状态（如程序计数器、寄存器值等）保存到内存中，以便在中断处理程序执行完毕后能够恢复到原来的状态。
执行中断处理程序：中断处理程序会根据中断类型进行相应的处理，可能包括处理中断请求、保存现场、执行特定的操作等。
恢复现场：在中断处理程序执行完毕后，处理器会将之前保存的程序状态恢复，然后返回到原来的程序继续执行。
中断编程可以帮助计算机系统实现多任务处理、实时响应和异常处理等功能，提高系统的效率和可靠性。
外部中断优先级：
外部中断的优先级是根据中断源的硬件优先级决定的，通常是由处理器的中断控制器决定。在处理器中断控制器中，每个外部中断源都有一个特定的优先级，当多个中断同时发生时，控制器会根据这些优先级来确定哪个中断应该被优先处理。通常情况下，硬件优先级高的中断会先被处理，而优先级低的中断会被延迟处理。
二、实验内容
1、使用按键控制LED灯的亮灭
实验要求：
用stm32F103核心板的GPIOA端一管脚接一个LED，GPIOB端口一引脚接一个开关（用杜邦线模拟代替）。采用中断模式编程，当开关接高电平时，LED亮灯；接低电平时，LED灭灯。
实验代码：
LED.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
/**
* 函 数：LED初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA1和PA2引脚初始化为推挽输出
/*设置GPIO初始化后的默认电平*/
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2); //设置PA1和PA2引脚为高电平
}
/**
* 函 数：LED1开启
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED1_ON(void)
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //设置PA1引脚为低电平
}
/**
* 函 数：LED1关闭
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED1_OFF(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //设置PA1引脚为高电平
}
/**
* 函 数：LED1状态翻转
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void LED1_Turn(void)
{
if (GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) == 0) //获取输出寄存器的状态，如果当前引脚输出低电平
{
GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //则设置PA1引脚为高电平
}
else //否则，即当前引脚输出高电平
{
GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_1); //则设置PA1引脚为低电平
}
}
LED.h：
#ifndef __LED_H
#define __LED_H
void LED_Init(void);
void LED1_ON(void);
void LED1_OFF(void);
void LED1_Turn(void);
#endif
Key.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
/**
* 函 数：按键初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void Key_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 ;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB1和PB11引脚初始化为上拉输入
}
/**
* 函 数：按键获取键码
* 参 数：无
* 返 回 值：按下按键的键码值，范围：0~2，返回0代表没有按键按下
* 注意事项：此函数是阻塞式操作，当按键按住不放时，函数会卡住，直到按键松手
*/
uint8_t Key_GetNum(void)
{
uint8_t KeyNum = 0; //定义变量，默认键码值为0
if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0) //读PB1输入寄存器的状态，如果为0，则代表按键1按下
{
Delay_ms(20); //延时消抖
while (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_1) == 0); //等待按键松手
Delay_ms(20); //延时消抖
KeyNum = 1; //置键码为1
}
return KeyNum; //返回键码值，如果没有按键按下，所有if都不成立，则键码为默认值0
}
Key.h：
#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H
void Key_Init(void);
uint8_t Key_GetNum(void);
#endif
main.c
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "Key.h"
uint8_t KeyNum; //定义用于接收按键键码的变量
int main(void)
{
/*模块初始化*/
LED_Init(); //LED初始化
Key_Init(); //按键初始化
while (1)
{
KeyNum = Key_GetNum(); //获取按键键码
if (KeyNum == 1) //按键1按下
{
LED1_Turn(); //LED1翻转
}
}
}
效果图：
LED在A1端口，按键开关在B1端口
由于没有按键，所以用杜邦线模拟代替按键开关。
2、采用串口中断方式实现串口通信
（1）当stm32接收到1个字符“s”时，停止持续发送“hello windows!”; 当接收到1个字符“t”时，持续发送“hello windows!”
代码：
main.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include
#include "Serial.h"
#include "Delay.h"
#include
int main(void)
{
Serial_Init();
while(1)
{
if(a==1)
{
Serial_SendString("hello windows!\n");
Delay_ms(800);
}
else if(a==0)
{
}
}
}
Serial.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "stdio.h"
#include
#include
uint8_t Serial_RxFlag;//定义一个接收标志位
int a=0;
void Serial_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
//输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//串口输入
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//串口初始化
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;//设置波特率
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//发送 | 接收
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;//无校验位
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//1位停止位
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);
//开启中断
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//开启外设
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
uint8_t Serial_GetRxFlag(void) //用来返回一个是否接收完一个字符串的标志
{
if(Serial_RxFlag == 1)
{
Serial_RxFlag = 0;
return 1;
}
return 0;
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1,Byte);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
}
//发送字符串
void Serial_SendString(char *String)
{
uint8_t i;
for(i=0;String[i]!=0;i++)
{
Serial_SendByte(String[i]);
}
}
//中断函数
void USART1_IRQHandler()
{
if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
{
u8 RxData = USART_ReceiveData(USART1);
if(RxData=='s')//如果是s，则返回全局变量0
{a=0;
}
if(RxData=='t')//如果是t，则返回全局变量1
{a=1;
}
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
}
}
Serial.h：
#ifndef _Serial_H
#define _Serial_H
extern int a;//这里的a是全局变量，所以要加extern
void Serial_Init(void);
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendString(char *String);
uint8_t Serial_GetRxFlag(void);
#include
#endif
实验效果：
main.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include
#include "Serial.h"
#include "Delay.h"
#include
int main(void)
{
Serial_Init();
while(1)
{
if(Serial_GetRxFlag()==1)//数组存入完毕标志
{
if(strcmp(Serial_RxPacket,"go stm32!")==0)
{
while(1)
{
Serial_SendString("hello windows!\n");
Delay_ms(800);
if(strcmp(Serial_RxPacket,"stop stm32!")==0)
{
break;
}
}
}
}
}
}
Serial.c：
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "stdio.h"
#include
#include
uint8_t Serial_RxFlag;
char Serial_RxPacket[100];
void Serial_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//开启时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//打开PA9和PA10的时钟
//输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//串口输入
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
//串口初始化
USART_InitStruct.USART_BaudRate = 9600;//波特率
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl =USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;//TX | RX
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);
//开启中断
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
//开启外设
USART_Cmd(USART1,ENABLE);
}
uint8_t Serial_GetRxFlag(void) //用来返回一个是否接收完一个字符串的标志
{
if(Serial_RxFlag == 1)
{
Serial_RxFlag = 0;
return 1;
}
return 0;
}
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1,Byte);
while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
}
//发送字符串
void Serial_SendString(char *String)
{
uint8_t i;
for(i=0;String[i]!=0;i++)
{
Serial_SendByte(String[i]);
}
}
//中断函数
void USART1_IRQHandler()
{
static u8 number = 0;//数组下标
static u8 Rxstate = 0; //判断是否读取完毕
if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)==SET)
{
u8 RxData = USART_ReceiveData(USART1);
if(Rxstate==0)
{
if(RxData=='[')//起始标志符为'['
{
memset(Serial_RxPacket,'\0',sizeof(Serial_RxPacket));
number = 0;
Rxstate=1;
}
}
else if(Rxstate==1)
{
if(RxData==']')//结束标志符为']'
{
Rxstate=0;
Serial_RxFlag=1;
}
else
{
Serial_RxPacket[number] = RxData;
number++;
}
}
USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);
}
}
Serial.h：
#ifndef _Serial_H
#define _Serial_H
extern int a;//这里的a是全局变量，所以要加extern
void Serial_Init(void);
void Serial_SendByte(uint8_t Byte);
void Serial_SendString(char *String);
uint8_t Serial_GetRxFlag(void);
extern char Serial_RxPacket[100];
#include
#endif