STM32-外部中断EXTI

简介

外部中断/事件控制器(EXTI)管理了控制器的 23 个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。 EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

功能框图

在图 17-1 可以看到很多在信号线上打一个斜杠并标注“23”字样，这个表示在控制器内部类似的信号线路有 23 个，这与 EXTI 总共有 23 个中断/事件线是吻合的。所以我们只要明白其中一个的原理，那其他 22 个线路原理也就知道了。

首先我们来看图 17-1 中红色虚线指示的电路流程。它是一个产生中断的线路，最终信号流入到 NVIC 控制器内。

编号 1 是输入线， EXTI 控制器有 23 个中断/事件输入线，这些输入线可以通过寄存器设置为任意一个 GPIO，也可以是一些外设的事件。

编号 2 是一个边沿检测电路，它会根据上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)和下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)对应位的设置来控制信号触发。边沿检测电路以输入线作为信号输入端，如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1 给编号 3 电路，否则输出无效信号0。而 EXTI_RTSR 和 EXTI_FTSR 两个寄存器可以控制器需要检测哪些类型的电平跳变过程，可以是只有上升沿触发、只有下降沿触发或者上升沿和下降沿都触发。

编号 3 电路实际就是一个或门电路，它一个输入来自编号 2 电路，另外一输入来自软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。 EXTI_SWIER 允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线，这在某些地方非常有用。我们知道或门的作用就是有”就为 1，所以这两个输入随便一个有有效信号 1 就可以输出 1 给编号 4 和编号 6 电路。

编号 4 电路是一个与门电路，它一个输入编号 3 电路，另外一个输入来自中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。与门电路要求输入都为 1 才输出 1，导致的结果如果 EXTI_IMR 设置为0 时，那不管编号 3 电路的输出信号是 1 还是 0，最终编号 4 电路输出的信号都为 0；如果EXTI_IMR 设置为 1 时，最终编号 4 电路输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_IMR 来实现是否产生中断的目的。编号 4 电路输出的信号会被保存到挂起寄存器(EXTI_PR)内，如果确定编号 4 电路输出为 1 就会把 EXTI_PR 对应位置 1。

编号 5 是将 EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内，从而实现系统中断事件控制。

接下来我们来看看绿色虚线指示的电路流程。它是一个产生事件的线路，最终输出一个脉冲信号。产生事件线路是在编号 3 电路之后与中断线路有所不同，之前电路都是共用的。

编号6 电路是一个与门，它一个输入编号 3 电路，另外一个输入来自事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)。如果 EXTI_EMR 设置为 0 时，那不管编号 3 电路的输出信号是 1 还是 0，最终编号 6 电路输出的信号都为 0；如果 EXTI_EMR 设置为 1 时，最终编号 6 电路输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_EMR 来实现是否产生事件的目的。

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编号 7 是一个脉冲发生器电路，当它的输入端，即编号 6 电路的输出端，是一个有效信号 1 时就会产生一个脉冲；如果输入端是无效信号就不会输出脉冲。

编号 8 是一个脉冲信号，就是产生事件的线路最终的产物，这个脉冲信号可以给其他外设电路使用，比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC 等等。

产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功能，这样是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号传输，属于硬件级的。

另外， EXTI 是在 APB2 总线上的，在编程时候需要注意到这点。

中断事件线

EXTI 有 23 个中断/事件线，每个 GPIO 都可以被设置为输入线，占用 EXTI0 至EXTI15，还有另外七根用于特定的外设事件，见表 17-1。

七根特定外设中断/事件线由外设触发，具体用法参考《STM32F4xx 中文参考手册》中对外设的具体说明。

EXTI0 至 EXTI15 用于 GPIO，通过编程控制可以实现任意一个 GPIO 作为 EXTI 的输入源。由表 17-1 可知， EXTI0 可以通过 SYSCFG 外部中断配置寄存器1(SYSCFG_EXTICR1)的 EXTI0[3:0]位选择配置为 PA0、 PB0、 PC0、 PD0、 PE0、 PF0、PG0、 PH0 或者 PI0，见图 17-2。其他 EXTI 线(EXTI 中断/事件线)使用配置都是类似的。

EXTI初始化结构体详解

标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体，比如 EXTI_InitTypeDef，结构体成员用于设置外设工作参数，并由外设初始化配置函数，比如 EXTI_Init()调用，这些设定参数将会设置外设相应的寄存器，达到配置外设工作环境的目的。

初始化结构体和初始化库函数配合使用是标准库精髓所在，理解了初始化结构体每个成员意义基本上就可以对该外设运用自如了。初始化结构体定义在 stm32f4xx_exti.h 文件中，初始化库函数定义在 stm32f4xx_exti.c 文件中，编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。

代码清单 17-1 EXTI 初始化结构体

typedef struct {
    uint32_t EXTI_Line; // 中断/事件线
    EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode; // EXTI 模式
    EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; // 触发事件
    FunctionalState EXTI_LineCmd; // EXTI 控制
} EXTI_InitTypeDef;

1. EXTI_Line： EXTI 中断/事件线选择，可选 EXTI0 至 EXTI22，可参考表 17-1 选择。

2. EXTI_Mode： EXTI 模式选择，可选为产生中断(EXTI_Mode_Interrupt)或者产生事件(EXTI_Mode_Event)。

3. EXTI_Trigger： EXTI 边沿触发事件，可选上升沿触发(EXTI_Trigger_Rising)、下降 沿 触 发 ( EXTI_Trigger_Falling) 或 者 上 升 沿 和 下 降 沿 都 触 发( EXTI_Trigger_Rising_Falling)。

4. EXTI_LineCmd：控制是否使能 EXTI 线，可选使能 EXTI 线(ENABLE)或禁用(DISABLE)。