この記事のコードは、時間厳守のアトミックルーチンを参照しています
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実験的特徴
ルーチンのソースコード：（main.c）
この実験では、キー入力によるLEDとBEEPの制御を実現し、主な機能コードは外部割り込みサービス機能にあります。
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
/*********************************************************************************
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* 正点原子 Pandora STM32L475 IoT开发板 实验5
* 外部中断实验 HAL库版本
* 技术支持：www.openedv.com
* 淘宝店铺：http://openedv.taobao.com
* 关注微信公众平台微信号："正点原子"，免费获取STM32资料。
* 广州市星翼电子科技有限公司
* 作者：正点原子 @ALIENTEK
* ******************************************************************************/
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config(); //初始化系统时钟为80M
delay_init(80); //初始化延时函数 80M系统时钟
uart_init(115200); //初始化串口，波特率为115200
LED_Init(); //初始化LED
BEEP_Init(); //初始化蜂鸣器
EXTI_Init(); //初始化外部中断
while(1)
{
printf("OK\r\n"); //打印OK提示程序运行
delay_ms(1000); //每隔1s打印一次
}
}
コード分析
HAL_Init（）
HAL_Init()定義は次のとおりです。（実装されている特定の機能については、注を参照してください）
HAL_StatusTypeDef HAL_Init(void)
{
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
/* 配置 Flash 预取，指令缓存，数据缓存 */
/* 默认配置为：预存取关闭 指令缓存和数据缓存开启 */
#if (INSTRUCTION_CACHE_ENABLE == 0) // Flash开启预存取配置，能加速CPU代码的执行
__HAL_FLASH_INSTRUCTION_CACHE_DISABLE();
#endif /* INSTRUCTION_CACHE_ENABLE */
#if (DATA_CACHE_ENABLE == 0)
__HAL_FLASH_DATA_CACHE_DISABLE();
#endif /* DATA_CACHE_ENABLE */
#if (PREFETCH_ENABLE != 0)
__HAL_FLASH_PREFETCH_BUFFER_ENABLE();
#endif /* PREFETCH_ENABLE */
/* Set Interrupt Group Priority */
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2); // 配置 NVIC 优先级分组
/* Use SysTick as time base source and configure 1ms tick (default clock after Reset is MSI) */
if (HAL_InitTick(TICK_INT_PRIORITY) != HAL_OK) //初始化滴答定时器，时钟节拍设置为 1ms
{
status = HAL_ERROR;
}
else
{
/* Init the low level hardware */
HAL_MspInit(); // 低速的外设初始化，比如 GPIO、中断等的设置（使用 STM32CubeMx 生成代码时会将低速外设初始
// 代码当这类函数里，其他情况下可以忽略这个函数
}
/* Return function status */
return status;
}
HAL_InitTick（）
ティックタイマークロックティック初期化関数
__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
/*Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
if (HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock/1000UL) != 0U) // 系统时钟/1000，中断周期为 1ms
{
status = HAL_ERROR;
}
else
{
/*Configure the SysTick IRQ priority */
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority, 0); // 将滴答定时器的中断优先级设置为最高
}
/* Return function status */
return status;
}
SystemClock_Config（）
SystemClock_Config()関数の定義は次のとおりです。（関数の具体的な実装については、コメントを参照してください。参照のみ）
void SystemClock_Config(void)
{
HAL_StatusTypeDef ret = HAL_OK;
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct; // 定义振荡器初始化结构体变量
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct; // 定义时钟初始化结构体变量
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); // 使能电源控制时钟
/*Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; // 将 HSE（外部高速时钟）作为时钟源
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; // 开启 HSE
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; // 开启 PLL（锁相环）
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; // 将 HSE 作为 PLL 的时钟源
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1; // PLL-VCO 输入时钟分频系数，1 表示 2 分频（8 / 2 = 4M，本开发板外部晶振频率为 8MHz）
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20; // PLL-VCO 输出时钟倍频系数，4 * 20 = 80M，即输出时钟频率为 80MHz
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7; // SAI 时钟的分频系数
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2; // SDMMC1, RNG 和 USB 的时钟分频系数
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2; // 主系统时钟的分频系数
ret = HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct); //初始化时钟配置
if(ret != HAL_OK) while(1);
/*Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
| RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; // 将所有时钟同时进行配置
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; // 将 PLL 作为系统时钟源
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; // AHB 不分频
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB1 不分频
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; // APB2 不分频
ret = HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4); // 配置时钟初始结构体变量，
//使用 Flash 延迟4，等待状态(延迟)的数量需要根据CPU时钟(HCLK)的频率和内部电压范围来选择，具体怎么
//选需要参考芯片手册
if(ret != HAL_OK) while(1);
/*Configure the main internal regulator output voltage*/
ret = HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); //内部寄存器输出电压配置
// 下面是 HAL_PWREx_ControlVoltageScaling() 函数说明的部分内容：
//PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1 Regulator voltage output range 1 mode, typical output voltage
// at 1.2 V, system frequency up to 80 MHz.
if(ret != HAL_OK) while(1);
}
delay_init（）
ティックタイマーはHAL_Init()で初期化されており、次の関数が実際にfac_us値を割り当てます（現在、オペレーティングシステムは関与しておらず、他のコードは当面調査されません）。
static u32 fac_us = 0; //us延时倍乘数
/**
* @brief 初始化延迟函数,SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
*
* @param SYSCLK 系统时钟频率
*
* @return void
*/
void delay_init(u8 SYSCLK)
{
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS.
u32 reload;
#endif
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);//SysTick频率为HCLK
fac_us = SYSCLK; //不论是否使用OS,fac_us都需要使用
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果需要支持OS.
reload = SYSCLK; //每秒钟的计数次数 单位为K
reload *= 1000000 / delay_ostickspersec; //根据delay_ostickspersec设定溢出时间
//reload为24位寄存器,最大值:16777216,在80M下，约209.7ms左右
fac_ms = 1000 / delay_ostickspersec; //代表OS可以延时的最少单位
SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_TICKINT_Msk; //开启SYSTICK中断
SysTick->LOAD = reload; //每1/OS_TICKS_PER_SEC秒中断一次
SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK
#else
#endif
}
EXTI_Init（）
外部割り込み割り込み初期化機能、4キーの外部割り込み機能を設定します。
/**
* @brief 外部中断初始化函数
*
* @param void
*
* @return void
*/
void EXTI_Init(void)
{
/*
KEY0 - PD10
KEY1 - PD9
KEY2 - PD8
WK_UP - PC13
*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE(); //开启GPIOC时钟
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); //开启GPIOD时钟
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 ; //PD8.9.10
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_FALLING; //下降沿触发GPIO_MODE_IT_FALLING
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_Initure);
GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_13; //PC13
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING; //上升沿触发
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLDOWN;
HAL_GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_Initure);
//中断线8,9
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn,2,0); //抢占优先级为2，子优先级为0
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn); //使能中断线0
//中断线10,13
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn,2,1); //抢占优先级为2，子优先级为1
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn); //使能中断线13
}
割り込みサービス関連機能
4つのキーがそれぞれ処理されEXTI9_5_IRQHandler()、EXTI15_10_IRQHandler()2つの割り込み機能があります。
/**
* @brief EXTI9_5中断服务函数
*
* @param void
*
* @return void
*/
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_8);//调用中断处理公用函数
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_9);//调用中断处理公用函数
}
/**
* @brief EXTI15_10中断服务函数
*
* @param void
*
* @return void
*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_10);//调用中断处理公用函数
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_13);//调用中断处理公用函数
}
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()GPIOの汎用割り込み処理関数です。この関数は、最初に割り込みライン番号を取得し、次に割り込みをクリアし、最後に割り込みコールバック関数を呼び出しますHAL_GPIO_EXTI_Callback()。
/**
* @brief Handle EXTI interrupt request.
* @param GPIO_Pin Specifies the port pin connected to corresponding EXTI line.
* @retval None
*/
void HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(uint16_t GPIO_Pin)
{
/* EXTI line interrupt detected */
if(__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_Pin) != 0x00u)
{
__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_Pin);
HAL_GPIO_EXTI_Callback(GPIO_Pin);
}
}
HAL_GPIO_EXTI_Callback()HALライブラリには定義がありますが、他のシステム割り込みサービス関数と同様に、関数を書き直す限り、書き直した関数はプログラムの実行時に実行され、GPIO外部割り込みコールバック関数は弱い定義です。はルーチンで定義されます次のように、機能も非常に単純です。さまざまなキーを押してさまざまな機能を実行します。
/**
* @brief 中断服务程序中需要做的事情,在HAL库中所有的外部中断服务函数都会调用此函数
*
* @param GPIO_Pin 中断引脚号
*
* @return void
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
delay_ms(50); //消抖
switch(GPIO_Pin)
{
case GPIO_PIN_13: //控制蜂鸣器状态翻转
if( WK_UP == 1)
BEEP_TogglePin;
break;
case GPIO_PIN_8: //控制LED_B灯状态翻转
if( KEY2 == 0)
LED_B_TogglePin;
break;
case GPIO_PIN_9: //控制LED_G灯状态翻转
if( KEY1 == 0)
LED_G_TogglePin;
break;
case GPIO_PIN_10: //控制LED_R灯状态翻转
if( KEY0 == 0)
LED_R_TogglePin;
break;
default:
break;
}
}
delay_ms（）
delay_ms()ここで実行されているのはdelay_us()、遅延がdelay_us()ティックタイマーによって実現されることです。上記でdelay_init()はfac_usを80に設定しており、ティックタイマーが80回（システムクロックは80MHz）カウントするのに10〜6秒かかります。これは1usです。
/**
* @brief 延时毫秒(ms)函数
*
* @param nms 需要延时多少毫秒
*
* @return void
*/
void delay_ms(u16 nms)
{
u32 i;
for(i = 0; i < nms; i++) delay_us(1000);
}
/**
* @brief 延时微秒(us)函数
*
* @remark nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)
*
* @param nus 需要延时多少微秒
*
* @return void
*/
void delay_us(u32 nus)
{
u32 ticks;
u32 told, tnow, tcnt = 0;
u32 reload = SysTick->LOAD; //LOAD的值
ticks = nus * fac_us; //需要的节拍数
told = SysTick->VAL; //刚进入时的计数器值
while(1)
{
tnow = SysTick->VAL;
if(tnow != told)
{
if(tnow < told)tcnt += told - tnow; //这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
else tcnt += reload - tnow + told;
told = tnow;
if(tcnt >= ticks)break; //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
}
}
}
LEDビープ操作機能
LEDとブザーの制御機能はマクロ機能でありHAL_GPIO_WritePin()、HAL_GPIO_TogglePin()それぞれと2つのライブラリ機能を使用します。
#define LED_R(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET))
#define LED_R_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_7)
#define LED_G(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET))
#define LED_G_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_8)
#define LED_B(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOE,GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET))
#define LED_B_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE,GPIO_PIN_9)
#define BEEP(n) (n?HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_SET):HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_2,GPIO_PIN_RESET))
#define BEEP_TogglePin HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_2)