I/O口作為外部中斷。general  purpose input and output

STM32 的每個 IO口都可以作為中斷輸入，要把 IO口作為外部中斷輸入，
有以下幾個步驟：
1） 初始化 IO 口為輸入。
這一步設置你要作為外部中斷輸入的 IO 口的狀態，可以設置為上拉/下拉輸入，也可以設
置為浮空輸入，但浮空的時候外部一定要帶上拉，或者下拉電阻。否則可能導致中斷不停的觸
發。在干擾較大的地方，就算使用了上拉/下拉，也建議使用外部上拉/下拉電阻，這樣可以一
定程度防止外部干擾帶來的影響。
2） 開啟 IO 口復用時鐘，設置 IO 口與中斷線的映射關系。
STM32 的 IO 口與中斷線的對應關系需要配置外部中斷配置寄存器 EXTICR，這樣我們要
先開啟復用時鐘，然后配置 IO 口與中斷線的對應關系。才能把外部中斷與中斷線連接起來。
3） 開啟與該 IO 口相對的線上中斷/事件，設置觸發條件。
這一步，我們要配置中斷產生的條件， STM32 可以配置成上升沿觸發，下降沿觸發，或者
任意電平變化觸發，但是不能配置成高電平觸發和低電平觸發。這里根據自己的實際情況來配
置，同時要開啟中斷線上的中斷。這里需要注意的是：如果使用外部中斷，并設置該中斷的 EMR
位的話，會引起軟件仿真不能跳到中斷，而硬件上是可以的。而不設置 EMR，軟件仿真就可以
進入中斷服務函數，并且硬件上也是可以的。建議不要配置 EMR 位。
4） 配置中斷分組（NVIC），并使能中斷。
這一步，我們就是配置中斷的分組，以及使能，對 STM32 的中斷來說，只有配置了 NVIC
的設置，并開啟才能被執行，否則是不會執行到中斷服務函數里面去的。關于 NVIC 的詳細介
紹，請參考 5.2.6 節。
5） 編寫中斷服務函數。
這是中斷設置的最后一步，中斷服務函數，是必不可少的，如果在代碼里面開啟了中斷，
但是沒編寫中斷服務函數，就可能引起硬件錯誤，從而導致程序崩潰！所以在開啟了某個中斷

后，一定要記得為該中斷編寫服務函數。在中斷服務函數里面編寫你要執行的中斷后的操作。

與 NVIC 相關的寄存器， MDK 為其定義了如下的結構體：
typedef struct
{
__IO uint32_t ISER[8]; //中斷使能寄存器組 Interrupt Set-Enable Registers
uint32_t RESERVED0[24];
__IO uint32_t ICER[8]; //中斷除能寄存器組
uint32_t RSERVED1[24];
__IO uint32_t ISPR[8]; //中斷掛起控制寄存器組
uint32_t RESERVED2[24];
__IO uint32_t ICPR[8]; //中斷解掛控制寄存器組
uint32_t RESERVED3[24];
__IO uint32_t IABR[8]; //中斷激活標志位寄存器組
uint32_t RESERVED4[56];
__IO uint8_t IP[240]; //中斷優先級控制寄存器組
uint32_t RESERVED5[644];
__O uint32_t STIR; //軟件觸發中斷寄存器組
} NVIC_Type; 

        ISER[8]： ISER 全稱是： Interrupt Set-Enable Registers， 每1 bit 代表一個中斷，總共有32×8=256個中斷，你要使能某個中斷，必須設置相應的 ISER 位為 1，使該中斷被使能(這里僅僅是使能，還要配合中斷分組、屏蔽、 IO 口映射等設置才算是一個完整的中斷設置)。 

        ICER[8]：全稱是： Interrupt Clear-Enable Registers， 該寄存器組與 ISER[8] 的作用恰好相反，是用來清除某個中斷的使能的。 如果想清除一個中斷，不是在對應bit寫0，而應該在對應位置寫1。寫0是無效的。
        ISPR[8]：全稱是： Interrupt Set-Pending Registers ，每個位對應的中斷和 ISER 是一樣的。通過置 1，可以將正在進行的中斷掛起，而執行同級或更高級別的中斷。寫 0 是無效的。

        ICPR[8]：全稱是： Interrupt Clear-Pending Registers ，通過設置 1，可以將掛起的中斷取消掛起操作。寫 0 無效。

        IABR[8]：全稱是： Interrupt Active Bit Registers，是一個中斷激活標志位寄存器組。對應位所代表的中斷和 ISER 一樣，如果為 1，則表示該位所對應的中斷正在被執行。這是一個只讀寄存器，通過它可以知道當前在執行的中斷是哪一個。在中斷執行完了由硬件自動清零。 

        IP[240]：全稱是： Interrupt Priority Registers， 是一個中斷優先級控制的寄存器組。這個寄存器組相當重要！ STM32 的中斷分組與這個寄存器組密切相關。 IP 寄存器組由 240 個 8bit 的寄存器組成，每個可屏蔽中斷占用 8bit，這樣總共可以表示 240 個可屏蔽中斷。 而 STM32 只用到了其中的 68 個。 IP[67]~IP[0]分別對應中斷 67~0。 而每個可屏蔽中斷占用的 8bit 并沒有全部使用，而是 只用了高 4 位。這 4 位，又分為搶占優先級和子優先級。搶占優先級在前，子優先級在后。而這兩個優先級各占幾個位又要根據 SCB->AIRCR 中的中斷分組設置來決定。搶占優先級的級別高于響應優先級。而數值越小所代表的優先級就越高。 

         STM32 的 5 個分組是通過設置 SCB->AIRCR 的 BIT[10:8]來實現的，而 SCB->AIRCR 的修改需要通過在高 16 位寫入 0X05FA 這個密鑰才能修改的，故在設置 AIRCR 之前，應該把密鑰加入到要寫入的內容的高 16 位，以保證能正常的寫入 AIRCR。在修改 AIRCR 的時候，我們一般采用讀->改->寫的步驟，來實現不改變 AIRCR 原來的其他設置。

這里簡單介紹一下 STM32 的中斷分組： STM32 將中斷分為 5 個組，組 0~4。該分組的設
置是由 SCB->AIRCR 寄存器的 bit10~8 來定義的。具體的分配關系如表 5.2.6.1 所示：

                                                                表 5.2.6.1 AIRCR 中斷分組設置表 

//設置 NVIC
//NVIC_PreemptionPriority： 搶占優先級
//NVIC_SubPriority ： 響應優先級
//NVIC_Channel ： 中斷編號
//NVIC_Group ： 中斷分組 0~4
//注意優先級不能超過設定的組的范圍!否則會有意想不到的錯誤
//組劃分：
//組 0： 0 位搶占優先級， 4 位響應優先級
//組 1： 1 位搶占優先級， 3 位響應優先級
//組 2： 2 位搶占優先級， 2 位響應優先級
//組 3： 3 位搶占優先級， 1 位響應優先級
//組 4： 4 位搶占優先級， 0 位響應優先級
//NVIC_SubPriority 和 NVIC_PreemptionPriority 的原則是， 數值越小， 越優先
void MY_NVIC_Init(u8 NVIC_PreemptionPriority，u8 NVIC_SubPriority，u8 NVIC_Channel，u8 NVIC_Group)
{
u32 temp;
MY_NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_Group);//設置分組
temp=NVIC_PreemptionPriority<<(4-NVIC_Group);
temp|=NVIC_SubPriority&(0x0f>>NVIC_Group);
temp&=0xf; //取低四位
NVIC->ISER[NVIC_Channel/32]|=(1<//使能中斷位(要清除的話,相反操作就 OK)
NVIC->IP[NVIC_Channel]|=temp<<4;     //設置響應優先級和搶斷優先級
} 

 NVIC配置總結：

  1）  SCB->AIRCR 決定搶占優先級的位數，設置怎么解釋IP（interrupt priority）分組。其實這個分組的設置在每個系統里面只要設置一次就夠了，設置多次，則是以最后的那一次為準。整個系統的優先級分組格式都一樣。

 2）   ISER 使能對應的中斷管腳，

 3）設置優先級。
       IP[channel] 決定具體的搶占優先級和子優先級。

       IP和SCB->AIRCR 一起決定中斷的優先級。

       IABR 自讀,顯示當前正在執行的中斷時那個管腳的中斷。

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以上是對NVIC的管理和配置，下面說明一下外不中斷的配置。

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STM32F103 的 EXTI 控制器支持 19 個外部中斷/事件請求。每個中斷設有狀態位，每個中斷/事件都有獨立的觸發和屏蔽設置。 STM32F103 的 19 個外部中斷為：
    線 0~15：對應外部 IO 口的輸入中斷。
    線 16：連接到 PVD 輸出。
    線 17：連接到 RTC 鬧鐘事件。
    線 18：連接到 USB 喚醒事件。
對于外部中斷 EXTI 控制 MDK 定義了如下結構體：
typedef struct
{
__IO uint32_t IMR;  //interrupt mask register
__IO uint32_t EMR;  //event mask register 
__IO uint32_t RTSR;  //rising trigger selection register 
__IO uint32_t FTSR;  //falling trigger selection register 
__IO uint32_t SWIER;   //software interrupt event register  
__IO uint32_t PR;     //pending register 
} EXTI_TypeDef; 
    IMR：中斷屏蔽寄存器。這是一個 32 寄存器。但是只有前 19 位有效（19個外部中斷）。當位 x 設置為 1 時，則開啟這個線上的中斷，否則關閉該線上的中斷。
    EMR：事件屏蔽寄存器，同 IMR，只是該寄存器是針對事件的屏蔽和開啟。
    RTSR：上升沿觸發選擇寄存器。該寄存器同 IMR，也是一個 32 為的寄存器，只有前 19位有效。位 x 對應線 x 上的上升沿觸發，如果設置為 1，則是允許上升沿觸發中斷/事件。否則，不允許。
    FTSR：下降沿觸發選擇寄存器。同 RTSR，不過這個寄存器是設置下降沿的。下降沿和上升沿可以被同時設置，這樣就變成了任意電平觸發了。
    SWIER：軟件中斷事件寄存器。通過向該寄存器的位 x 寫入 1，在未設置 IMR 和 EMR 的時候，將設置 PR 中相應位掛起。如果設置了 IMR 和 EMR 時將產生一次中斷。被設置的 SWIER位，將會在 PR 中的對應位清除后清除。
    PR：掛起寄存器。當外部中斷線上發生了選擇的邊沿事件，該寄存器的對應位會被置為 1。0：表示對應線上沒有發生觸發請求。通過向該寄存器的對應位寫入 1 可以清除該位。在中斷服務函數里面經常會要向該寄存器的對應位寫 1 來清除中斷請求 。

        通過以上配置就可以正常設置外部中斷了，但是外部 IO 口的中斷，還需要一個寄存器配置，也就是 IO 復用里的外部中斷配置寄存器 EXTICR。這是因為 STM32 任何一個 IO 口都可以配置成中斷輸入口，但是 IO 口的數目遠大于中斷線數（16 個）。于是 STM32 就這樣設計，GPIOA~GPIOG 的[15:0]分別對應中斷線 15~0。

        這樣每個中斷線對應了最多 7 個 IO 口，以中斷線 0為例：它對應了 GPIOA.0、 GPIOB.0、 GPIOC.0、 GPIOD.0、 GPIOE.0、 GPIOF.0、 GPIOG.0。而中斷線每次只能連接到 1個 IO口上，這樣就需要 EXTICR來決定對應的中斷線配置到哪個 GPIO上了。

EXTICR 在 AFIO 的結構體中定義，如下：
typedef struct
{
    __IO uint32_t EVCR;
    __IO uint32_t MAPR;
    __IO uint32_t EXTICR[4];

} AFIO_TypeDef;

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EXTICR1

EXTICR2 對應EXTI4，EXTI5，EXTI6，EXTI7。

EXTICR3 對應EXTI8，EXTI9，EXTI10，EXTI11。

EXTICR4 對應EXTI12，EXTI13，EXTI14，EXTI15。

映射GPIOX_K 管腳。

例如，EXTI11，配置外部中斷管腳11，通過對EXTIX[3:0]的設置分別設置為GPIOA  ~ GPIOG 。

//外部中斷配置函數
//只針對 GPIOA~G;不包括 PVD， RTC 和 USB 喚醒這三個
//參數： GPIOx： 0~6， 代表 GPIOA~G;
//BITx： 需要使能的位;
//TRIM： 觸發模式， 1， 下升沿; 2， 上降沿;3，任意電平觸發
//該函數一次只能配置 1 個 IO 口， 多個 IO 口， 需多次調用
//該函數會自動開啟對應中斷， 以及屏蔽線
void Ex_NVIC_Config(u8 GPIOx， u8 BITx， u8 TRIM)
{
u8 EXTADDR; 
u8 EXTOFFSET;
EXTADDR=BITx/4; //得到中斷寄存器組的編號
EXTOFFSET=(BITx%4)*4;//得到中斷寄存器組內的偏移
RCC->APB2ENR|=0x01; //enable AFIO  clock
AFIO->EXTICR[EXTADDR]&=~(0x000F<AFIO->EXTICR[EXTADDR]|=GPIOx<//自動設置
EXTI->IMR|=1<if(TRIM&0x01)EXTI->FTSR|=1<

if(TRIM&0x02)EXTI->RTSR|=1<}

        Ex_NVIC_Config 完全是按照我們之前的分析來編寫的，首先根據 GPIOx 的位得到中斷寄存器組的編號，即 EXTICR 的編號，在 EXTICR 里面配置中斷線應該配置到 GPIOx 的哪個位。然后使能該位的中斷及事件，最后配置觸發方式。這樣就完成了外部中斷的配置了。

 NVIC配置總結：

  1）  SCB->AIRCR 決定搶占優先級的位數，設置怎么解釋IP（interrupt priority）分組。其實這個分組的設置在每個系統里面只要設置一次就夠了，設置多次，則是以最后的那一次為準。整個系統的優先級分組格式都一樣。

 2）   ISER 使能對應的中斷bit，

 3）設置優先級。
       IP[channel] 決定具體的搶占優先級和子優先級。

       IP和SCB->AIRCR 一起決定中斷的優先級。

       IABR 自讀,顯示當前正在執行的中斷時那個管腳的中斷。

外部中斷配置總結：

    1） EXTI.BITx 映射到 GPIOx.BITx，通過AFIO_EXTICRn。

    2）開啟外部中斷線。

    3）設置觸發方式。