1.中斷概覽

在開展紅外傳感器遮擋計次的實驗之前，有必要系統(tǒng)性的了解“中斷”的基本知識.

中斷是指：在主程序運行過程中，出現(xiàn)了特定的中斷觸發(fā)條件（中斷源），使得CPU暫停當前正在運行的程序，轉(zhuǎn)而去處理中斷程序，處理完成后又返回原來被暫停的位置繼續(xù)運行。初看這里會感覺有些奇怪，我正在干一件事情，你是憑什么讓我停下來去干另一件事，然后干完之后再返回來去完成我本來在干的事情呢？這里就涉及到一個概念，叫做“優(yōu)先級”。

優(yōu)先級：當有多個中斷源同時申請中斷的時候，CPU會根據(jù)中斷源的輕重緩急進行裁決，優(yōu)先響應更加緊急的中斷源。假設(shè)場景在幼兒園，老師是CPU，本來正在上課，有個小朋友喊“老師我尿褲襠了”，這件事的優(yōu)先級高于上課，于是老師中斷了上課優(yōu)先去處理尿褲襠的小朋友。但如果遇到了優(yōu)先級更高的事情怎么辦？例如，這個小朋友尿褲襠了，但是另一個小朋友拉褲襠了，而且拉的是稀的，已經(jīng)流到地上了。

中斷嵌套：前面這個惡心的例子中，小朋友尿褲子是一個中斷事件，讓老師停止了上課，但拉褲襠是一個中斷優(yōu)先級更高的事件，老師不得不先處理拉褲襠的小朋友。這種在執(zhí)行中斷過程中，又來了一個優(yōu)先級更高的中斷的過程，叫做中斷嵌套。

2.STM32的中斷?

STM32中包含了68個可屏蔽中斷通道，?包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多個外設(shè)。這些中斷都通過NVIC統(tǒng)一管理，先看看內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)，為什么要用到NVIC？

從上圖可以看出，STM32涉及中斷的外設(shè)都是先鏈接到NVIC，最后在NVIC中經(jīng)過優(yōu)先級排序，再決定傳哪個中斷信號給CPU。這是一種減少CPU運算量的設(shè)計方法，試想，如果一個學校里面，連進出門禁、學生請假等等一系列的所有事情都需要校長親自去管，那這個校長就不用做其他事情了。在這里CPU也是同樣的，讓他專注于運算，NVIC做他的秘書。?

使用NVIC統(tǒng)一管理中斷，每個中斷通道都擁有16個可編程的優(yōu)先等級，可對優(yōu)先級進行分組，進一步設(shè)置搶占優(yōu)先級和響應優(yōu)先級。

2.1搶占優(yōu)先級和響應優(yōu)先級

在上面的圖里可以看到，NVIC的優(yōu)先級一共有0-15個等級，這里需要注意的是很多教程和書里會有這么一句話“NVIC的中斷優(yōu)先級由優(yōu)先級寄存器的4位（0~15）決定”，試一試2進制的4位最小和最大可以表示什么十進制數(shù)字，0000--0，1111--15。這樣就可以理解了，總共有0-15共計16個優(yōu)先級排序，在stm32的底層是用4位2進制數(shù)來表達這些優(yōu)先級，暫且這么理解。

這4位二進制數(shù)可以進行切分，分為高n位的搶占優(yōu)先級和低4-n位的響應優(yōu)先級搶占優(yōu)先級高的可以中斷嵌套，響應優(yōu)先級高的可以優(yōu)先排隊，搶占優(yōu)先級和響應優(yōu)先級均相同的按中斷號排隊。

上面這個表其實很好理解，反正總共只有4位二進制數(shù)可以用來表達優(yōu)先級，還要在這4位里面分個組，一部分用來表達搶占優(yōu)先級（小朋友拉褲襠，這事很上頭是最優(yōu)先的），一部分用來表達響應優(yōu)先級（小朋友尿褲襠，忍一忍沒準自己干了，不是太上頭）。

假設(shè)我要用這4位二進制中的2位去表達搶占優(yōu)先級，那就是000-111，即0-7總共可以容納八個小朋友拉褲襠，用4位二進制中的其余2位去表達響應優(yōu)先級，那也是000-111，即0-7，總共可以容納八個小朋友尿褲襠?？傊?#xff0c;老師一回就只能處理16個小朋友的“驚喜”至于是拉褲襠還是尿褲襠，你們自己選。?這樣的分組總共有5中，就是表格第一列的分組0~分組4.

2.2EXTI

全稱是Extern Interrupt外部中斷，這是專門用于監(jiān)測外部發(fā)起中斷的模塊。?EXTI可以監(jiān)測指定GPIO口的電平信號，當其指定的GPIO口產(chǎn)生電平變化時，EXTI將立即向NVIC發(fā)出中斷申請，經(jīng)過NVIC裁決后即可中斷CPU主程序，使CPU執(zhí)行EXTI對應的中斷程序。

支持的觸發(fā)方式有：上升沿/下降沿/雙邊沿/軟件觸發(fā)。

支持的GPIO口：所有GPIO口，但相同的Pin不能同時觸發(fā)中斷通道數(shù)：16個GPIO_Pin，外加PVD輸出、RTC鬧鐘、USB喚醒、以太網(wǎng)喚醒

觸發(fā)響應方式：中斷響應/事件響應

上面碩了EXTI主要是監(jiān)測引腳輸入的外部中斷信號，但是STM32引腳那么多，到底選擇哪個去監(jiān)測是需要先配置的，這里就需要用到AFIO，整體的EXTI結(jié)構(gòu)如下圖：

AFIO的功能是引腳的復用和重定義，在中斷部分，AFIO的主要作用是中斷引腳的選擇，別的先不管。 EXTI的內(nèi)部邏輯框圖如下：

這個邏輯比較簡單，用與門和或門來選擇信號，配合中間的寄存器來選擇中斷信號的發(fā)送。具體內(nèi)容可以先不深究，知道這東西在哪兒，要用回來翻看就是了。?