通过外部中断实现按键捕获代码的实现及分析

1 代码的流程分析
2 代码的实现
库函数HAL_Init(void)分析：

HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)
{
  /* Configure Flash prefetch, Instruction cache, Data cache */
#if (INSTRUCTION_CACHE_ENABLE != 0U) //0U表示无符号整型 0 ， 1U 表示无符号整型1 ~0U就是对无符号数0取反。
  __HAL_FLASH_INSTRUCTION_CACHE_ENABLE();
#endif /* INSTRUCTION_CACHE_ENABLE  允许指令缓存*/

#if (DATA_CACHE_ENABLE != 0U)
  __HAL_FLASH_DATA_CACHE_ENABLE();
#endif /* DATA_CACHE_ENABLE */

#if (PREFETCH_ENABLE != 0U)
  __HAL_FLASH_PREFETCH_BUFFER_ENABLE();
#endif /* PREFETCH_ENABLE */

  /* Set Interrupt Group Priority 中断优先级分组*/
  HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);

  /* Use systick as time base source and configure 1ms tick (default clock after Reset is HSI) */
  HAL_InitTick(TICK_INT_PRIORITY); //初始化系统时钟

  /* Init the low level hardware 初始化底层硬件（堆栈指针）*/
  HAL_MspInit();  //使用HAL_Delay延时

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

Tip1:函数说明的格式

/****************
*函数名：main
*函数的描述:通过中断实现按键的捕获
*输入参教:
*输出参数:
*返回值:
*图数作者:
*创建时间:
*更改说明:
*****************/

Tip2:如何使用CMSIS的延时

HAL_Delay()系统延时的步骤：
它的实现步骤如下：
1.用变量获得系统时钟源计数器的值
2.获得要延迟时间的参数值
3.比较两者大小，若时钟计数器的值大于要实现延迟的值，就会困在循环里；反之，跳出循环，延时完成。

/**
    * @brief此函数提供最小延迟(以毫秒为单位)对变量递增。
    * @note在默认实现中，SysTick计时器是基准时间的来源。
    *它用于在固定的时间间隔生成中断，其中uwTick是递增的。
    这个函数被声明为__weak，在其他情况下会被覆盖实现在用户文件。
    *@param Delay指定延迟时间长度，单位为毫秒。
    *@retval无
  */
__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick(); //获得起始时钟
  uint32_t wait = Delay;

  /* Add a freq to guarantee minimum wait */
  if (wait < HAL_MAX_DELAY)   //#define HAL_MAX_DELAY      0xFFFFFFFFU=1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
  {

    //  HAL_TICK_FREQ_1KHZ         = 1U,
    //  HAL_TICK_FREQ_DEFAULT      = HAL_TICK_FREQ_1KHZ

    wait += (uint32_t)(uwTickFreq);  //作用是给wait加1。HAL_TickFreqTypeDef uwTickFreq = HAL_TICK_FREQ_DEFAULT;  /* 1KHz */

  }

  while((HAL_GetTick() - tickstart) < wait) //当前时钟-起始时钟的值小于wait(delay)就重复操作，直到计时结束
  {
  }
}

GetTick函数原型

/**
 调用这个函数是为了增加一个全局变量“uwTick”用作申请时基。
在默认实现中，这个变量每1ms增加一次在SysTick ISR。
这个函数被声明为__weak，在其他情况下会被覆盖实现在用户文件。
* @retval无
  */
__weak void HAL_IncTick(void)
{
  uwTick += uwTickFreq;
}

/**
* @brief提供以毫秒为单位的tick值。
这个函数被声明为__weak，在其他情况下会被覆盖实现在用户文件。
@retval tick value
  */
__weak uint32_t HAL_GetTick(void)
{
  return uwTick;
}

对于裸机程度，没有其他的隐蔽的东西，自己好好分析还是可以理清程序运行的细节及时序关系。遵守的原则：
1、尽量不要在主程序中使用死等的延时，二、每个子程序（也可以叫任务吧）的查询频率要大于主程序运行的时间。比如：ad采样，100ms采样一次，那么，主程序一定要在100ms以内执行完毕。
死等的延时可以是us级别的，时序性较高的地方，大的延时就使用定时器。

stm32f407_intr_handle.c解析

中断处理函数：void EXTI4_IRQHandler

根据startup_stm32f407xx.s中对于handler的描述，编写相应的断点处理函数：

__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
                DCD     MemManage_Handler          ; MPU Fault Handler
                DCD     BusFault_Handler           ; Bus Fault Handler
                DCD     UsageFault_Handler         ; Usage Fault Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     SVC_Handler                ; SVCall Handler
                DCD     DebugMon_Handler           ; Debug Monitor Handler
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler

执行函数：HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY0_PIN)，调用stm32f4xx_hal_gpio.c中的void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)，函数的定义为：

void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* EXTI line interrupt detected */
  //#define __HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(__EXTI_LINE__) (EXTI->PR & (__EXTI_LINE__))
  //__EXTI_LINE__ specifies the EXTI line flag to check.
  if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != RESET) // RESET = 0U（stm32f4xx.h）,表明检测到了中断
  {
    /**
  * @brief  Clears the EXTI's line pending bits.
  * @param  __EXTI_LINE__ specifies the EXTI lines to clear.
  *          This parameter can be any combination of GPIO_PIN_x where x can be (0..15)
  * @retval None
  */
    __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);

    HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
  }
}

回调函数在HAL_GPIO_EXTI_Callback在HAL中未明确实现(弱声明），需要自己构造实现函数。
原型为：

/**
  * @brief  EXTI line detection callbacks.
  * @param  GPIO_Pin Specifies the pins connected EXTI line
  * @retval None
  */
__weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(GPIO_Pin);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file
   */
}

在key.c中对回调函数进行了重写：

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	if(GPIO_Pin == KEY0_PIN) // KEY0_PIN被按下
	{
		Led_Ctrl(LED0_PIN_ROW, LED0_PIN, LED_ON); //执行点灯操作
  }
}

本节中uint16_t Detect_key(uint16_t key_pin)未使用。

调试流程

在中断处理函数和uwTick自加操作函数处设立中断进行调试：

void EXTI4_IRQHandler(void)
{
	HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(KEY0_PIN);
}


void SysTick_Handler(void)
{
		HAL_IncTick(); //uwTick自加操作 uwTick += uwTickFreq;

}

在这里插入图片描述

软件模拟调试

采用软件模拟方式，进入调试，停在了main函数底下的LED0_Init()函数：

运行出现错误：*** error 65: access violation at 0x40023830 : no ‘write’ permission
由于没有指定相应的cpu：
解决方法：

1 新建cpu.ini,写入:

map 0x40000000,0x400FFFFF read write

2 将cpu.ini添加入debug：

两种代码的比较

中断模式对CPu占用率更小，等待时间更短，减小CPU占有率

课后作业:

1:预习缤程手册关于USART控制器的描述（第30章）
2:通过中断的方式实现一个程序,要求按下KEY1以后:让LED1间隔0.5S闪烁,并持续5S后关闭,实现代码并在板调试

物联网|按键实验---学习I/O的输入及中断的编程|函数说明的格式|如何使用CMSIS的延时|读取通过外部中断实现按键捕获代码的实现及分析-学习笔记（14）

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