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一、程序的运行方式

1. 轮询系统

指的是在程序运行时，首先对所有的硬件进行初始化，然后在主程序中写一个死循环，需要运行的功能按照顺序进行执行，轮询系统是一种简单可靠的方式，一般适用于在只需要按照顺序执行的并且没有外部时间的影响的情况下。

程序的运行过程中出现如按键灯需要外部检测的事件，轮询系统的实时响应能力变的很差

2. 前后台系统

相比于轮询系统，前后台系统增加中断的概念，如果外部时间发生，则在中断中进行处理，主程序在轮询系统中运行，中断被称为前台，主程序的while(1)就称为后台。中断会终止后台程序的运行，然后跳转到对应的中断服务函数中去处理，处理完成后，在继续执行后台的程序。

如果使用前后台系统，会大大的提高程序的实时响应能力，避免造成外部事件的确实。

3. 多任务系统

相比于前后台系统，多任务系统的外部事件也是在中断中进行响应，但是外部事件的处理是任务中进行处理。任务具有优先级，优先级高的任务先处理，所以程序就会被分割为一个个的任务，任务是一个独立的死循环，并且不能返回，可以由操作系统进行任务的调度，程序段的实时响应能力又能得到提升。

二、外部中断的概念

1. 中断的概念

中断指的是CPU来处理和响应外部发生的异常，中断也就意味着打断，比如打断正在做的事，然后去处理一个紧急的事，处理完成后在继续做刚才没做完的事。比如打游戏，女朋友来电话。

2. 中断源分析

中断源指的是中断发生的源头，中断源在内核中已经定义好了，也称为向量表，向量表参考STM32F4中文参考手册。

Cortex-M4内核一共支持256个中断，其中16个内核中断，240个外部中断，只不过对于STM32F407系列来说，只用到了一部分，包含了10个内核中断（不可屏蔽中断，无法通过软件进行控制）、82个外部中断（可屏蔽中断，可以通过软件进行控制）。

对于SMT32的中断异常而言，分为两类：内核异常+外部异常。

3.NVIC的概述

NVIC指的是嵌套向量中断控制器，属于内核中的外设，作用是管理所有的中断，比如中断的使能或失能、中断的优先级

不管是Cortex A系列还是Cortex M系列的内核内部均有NVIC，通过NVIC来管理内核异常和外部异常。

①。 中断的使能与失能

NVIC管理中断通道的打开与关闭，可以把NVIC理解为所有中断的开关，想要使用中断发送中断请求，就必须提前打开中断的通道，关于NVIC的使用都存储在一共结构体中，这个结构体和NVIC的函数接口都定义在misc.c和misc.h中

②. 中断的优先级设置

NVIC利用4bit的优先级来管理所有的中断通道，STM32中断的优先级分为两种：抢占式优先级（主优先级）+响应式优先级（次优先级），每种都有16个优先级（0~15），数字越小，优先级越高。

意义：如果同时发生多个中断请求，但是又不能同时处理，就根据中断强求的优先级来处理和响应中断。

抢占优先级（主优先级）：抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断的执行。

响应优先级（次优先级）：在同时发生多个中断的情况下，抢占优先级相同的情况下，响应优先级高的先执行。

思考：抢占优先级和响应优先级之间的区别？

(1) 抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断的执行

(2) 抢占优先级一样高的中断，响应优先级高的中断不可以打断响应优先级低的中断

(3)抢占优先级一样高的中断，如果同时发生的情况下响应优先级高的先执行

(4) 抢占优先级和响应优先级一样高的中断同时发生，则按照向量表中的优先级执行

为了方便用户管理和响应中断，NVIC提供一个函数接口可以对中断优先级进行分组

函数原型

void NVIC_PriorityGroupConfig(unit32_t NVIC_PriorityGroup)

函数参数

参数一：NVIC_PriorityGroup 打算设置的NVIC优先级分组 一般为NVIC_PriorityGroup_2

返回值 None

注意：设置中断优先级分组应该在主程序运行的开头部分进行，并且不能随意修改分组，否则会出现中断管理混乱，导致程序出现未知问题。

int main() { //设置优先级分组 NVIC_PriorityGroutConfig(NVIC_PriorityGrout_2); //对硬件进行初始化 }

4. EXTI的概述

EXTI指的是外部中断/时间控制器，一共有23个，每个都有一共内部的边沿检测器，可以检测上升沿或者下降沿，每根线都可以产生时间或者中断。

上升沿：指的是电平信号由低变高的那一刻

下降沿：指的是电平信号由高变低的那一刻

想要搞清楚EXTI的使用流程，必须看懂EXTI的框图

注意：每个GPIO引脚都可以配置为外部中断，但是和GPIO相关的外部中断线一共有16跟，分别为EXTI0~EXTI15。

思考：STM32F407系列有114个GPIO口，那如何和外部中断线进行关联？通过映射的方式

如果想要让外部中断线和GPIO口进行映射，需要使用一个函数接口SYSCFG_EXTILineConfig()

函数原型

void SYSCFG_EXTILineConfig(uint8_t EXTI_PortSourceGPIOx, unit8_t EXTI_PinSourcex)

函数参数

参数一：EXTI_PortSourceGPIOx 想要映射的GPIO端口 如EXTI_PortSourceGPIOA

参数二：EXTI_PinSourcex 想要映射的GPIO引脚 如EXTI_PinSource0

注意：因为建立映射的时候需要使用系统配置控制器（SYSCFG)，所以在编写代码的时候必须打开 SYSCFG 外设的时钟，挂载在 APB2 总线下 调用 RCC_APB2PeriphClockCmd()函数

三、外部中断的代码编写

注意：所有端口都具有外部中断功能，要使用外部中断线，必须将端口配置为输入模式

想要使用EXTI进行外部事件的检测，可以参考stm32f4xx_extic.h源文件中的开头注释部分

1. 应该在工程中添加stm32f4xx_exit.c以及stm32f4xx_syscfg.c两个源文件，步骤如下

2. 打开GPIO外设时钟 + SYSCFG外设时钟,GPIO挂载AHB1总线 SYSCFG挂载在APB2总线

3. 定义GPIO初始化结构体，结构体配置的时候需要把引脚模式配置为输入模式 + 初始化

4. 调用SYSCFG_EXTILineConfig()函数来对外部中断线和GPIO引脚建立映射关系

5. 定义EXTI初始化结构体，需要配置外部中断线（模式、触发方式......) + 初始化

① EXTI_Line需要使用的外部中断线 参考EXTI_Lines

② EXTI_Mode外部中断线的模式(中断 or事件)参考EXTIMode_TypeDef

③ EXTI_Trigger边沿检测方式（上升沿、下降沿、边沿）参考EXTITrigger_TypeDef

④ EXTI_LineCmd 外部中断线使能ENABLE br DISABLE

初始化EXTI

6. 定义NVIC的初始化结构体，并进行赋值（中断通道....） + 初始化

① NVIC_IRQChannel需要打开的中断通道 参考 stm32f4xx.h

② NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 抢占优先级需要根据分组进行填写

③ NVIC_IRQChannelSubPriority 响应优先级需要根据分组进行填写

④ NVIC_IRQChannelCmd 中断通道的使能ENABLE or DISABLE

初始化NVIC

7. 编写中断服务函数 中断服务函数的名字必须从启动文件中进行拷贝

注意：中断服务函数的格式是固定的（没有返回值、没有参数） 名字也是固定的

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

//检测是否发生了中断 if( EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)

//清除中断标志 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0)

}

注意：中断服务函数是不需要手动调用的，并且不要在中断中添加过长的延时时间，会导致系统的响应能力降低，如果打算处理比较复杂的时间，可以在中断中定义一共标志位，然后回到主程序中进行处理

代码示例

#include "stm32f4xx.h" //#include <reg52.h> void LED0_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // 打开GPIOA外设时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE); // 配置PF9引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // 输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; // 推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; // 输出速率 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; // 无上下拉 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // 引脚编号 GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure); GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_9); // 默认不亮 } void EXTI0_Init(void) { EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; // 打开GPIOA外设时钟 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); // 打开SYSCFG外设时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE); // 配置PA0引脚 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; // 输入模式 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; // 无上下拉 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 引脚编号 GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // GPIO引脚和外部中断线建立映射关系 SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource0); // 配置外部中断线 EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0; // 外部中断线0 EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 中断模式 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; // 使能外部中断线0 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); // 配置中断优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI_Line0; // 中断通道 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0F;// 抢占优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0F; // 响应优先级 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // 使能通道 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); } int main() { // 1.硬件初始化 LED0_Init(); EXTI0_Init(); // 2.进入死循环 while(1) { } } // 中断服务函数 不需要手动调用 尽量精简 （尽量不要添加很长的延时） void EXTI0_IRQHandler(void) { // 检测中断线的标志 if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) { GPIO_ToggleBits(GPIOF, GPIO_Pin_9); // 电平翻转 // 清除中断标志位 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); } }