07-CubeMx+Keil+Proteus模擬STM32 - EXTI

来源:https://www.cnblogs.com/sheepeach/archive/2022/05/07/STM32F103_EXTI.html
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本文例子參考《STM32單片機開發實例——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》 源代碼:https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6 項目要求 同04節,電路常態為流水燈狀態,當按下按鈕BTN0時,8個LED燈全亮全滅閃爍3次後恢復到常態;當按下按鈕BTN ...


本文例子參考《STM32單片機開發實例——基於Proteus虛擬模擬與HAL/LL庫》
源代碼:https://github.com/LanLinnet/STM33F103R6

項目要求

04節,電路常態為流水燈狀態,當按下按鈕BTN0時,8個LED燈全亮全滅閃爍3次後恢復到常態;當按下按鈕BTN1時,8個LED燈間隔交替閃爍3次後恢復常態;當BTN0和BTN1同時按下時,系統優先相應BTN1。

硬體設計

  1. 第一節的基礎上,在Proteus中添加電路如下圖所示,其中我們添加了一個排阻RX8、一組8個LED燈、兩組由按鈕BUTTON構成的按鍵電路。

    根據電路圖和晶元技術手冊,我們知道PB0可用作外部中斷0(EXTI0),PB1可用作外部中斷1(EXTI1),當按下按鍵時,PB會輸入低電平,所以這兩個外部中斷都是通過下降沿觸發的。

  2. 打開CubeMX,按照建立工程,配置PC0-PC7引腳為GPIO_Output,PB0和PB1分別為GPIO_EXTI0和GPIO_EXTI1。
    隨後選中“System Core”中的GPIO,展開“Configuration”列表,如圖中4所示,選中PB0和PB1,將兩個GPIO管腳的“GPIO mode”都選為下降沿觸發External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection

  3. 接下來進行中斷優先順序配置。在“System core”中選中“NVIC”(Nested Vectored Interrupt Controller, 嵌套向量中斷控制器),勾選列表中“EXTI line0 interrupt”和“EXTI line1 interrupt”兩項的Enable。將頁面上方的優先順序組“Priority Group”選為2 bits for pre-emption priority 2 bits for subpriority,即搶占優先順序和響應優先順序都用2bit來設定。

  4. 中斷回調函數可以使用HAL庫也可以使用LL庫,所以我們要設置GPIO的庫:點擊“Project Manager”--“Advanced Settings”,可設置庫為LL或HAL,這裡我們先設置為HAL庫。點擊“Generator Code”生成Keil工程。

軟體編寫

(一)基於HAL庫的程式

  1. 本次我們需要實現外部中斷,由前面電路知道,當按下按鍵時,會生成下降沿,只要將相應的GPIO設置為EXTI模式,就會自動觸發外部中斷。進入中斷後實現的功能,不是寫在主函數中,而是寫在外部中斷的回調函數中。

  2. 點擊“Open Project”在Keil中打開工程,雙擊“main.c”文件。

  3. 本次模擬我們用到EXTI線偵測回調函數HAL_GPIO_EXTI_Callback(),其官方文檔API介紹如下圖所示。

    同時這個回調函數可以在“stm32f1xx_hal_gpio.c”程式中找到,這裡的回調函數前面有一個“弱函數”的關鍵字“_weak”,該關鍵字的作用是,如果工程的任何一個源文件中都沒有與該“弱函數”同名的函數,則編譯器會編譯該“弱函數”;但是當工程中有另一個同名函數定義出現時,編譯器會忽略“弱函數”而編譯另一個沒有標註“_weak”關鍵字的同名函數。

  4. 我們需要更方便地獨立地控制PC0-PC7的管腳輸出,所以這裡我們自定義一個函數ByteOut2PC,用於將1位元組數據輸出到PC埠的PC0-PC7引腳。我們先在程式最開頭聲明它。

    /* USER CODE BEGIN PFP */
    void ByteOut2PC(uint8_t dat);  //聲明函數
    /* USER CODE END PFP */
    
  5. 然後我們在/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 */間添加這個自定義函數。同時,因為回調函數不會在生成初始化代碼的時候自動生成,需要手動添加到main.c中,所以我們在這裡也添加一個回調函數。

    /* USER CODE BEGIN 4 */
    //自定義函數,將1位元組數據輸出到PC埠的PC0-PC7引腳
    void ByteOut2PC(uint8_t dat)
    {
      if(dat & 0x01)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_0, 0);
      if(dat & 0x02)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_1, 0);
      if(dat & 0x04)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_2, 0);
      if(dat & 0x08)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_3, 0);
      if(dat & 0x10)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_4, 0);
      if(dat & 0x20)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_5, 0);
      if(dat & 0x40)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_6, 0);
      if(dat & 0x80)
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, 1);
      else 
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_7, 0);
    }
    
    //中斷回調函數
    void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    {
      int8_t i;  //迴圈變數
      if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)  //檢測到EXTI0線產生外部中斷事件
      {
        for(i=0; i<3; i++)  //全亮全滅閃爍3次
        {
          ByteOut2PC(0xff);  //全滅
          HAL_Delay(500);
          ByteOut2PC(0);  //全亮
          HAL_Delay(500);
        }
      }
      else if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_1) //檢測到EXTI1線產生外部中斷事件
      {
        for(i=0; i<3; i++)  //間隔交替閃爍3次
        {
          ByteOut2PC(0x55);  
          HAL_Delay(500);
          ByteOut2PC(0xaa);  
          HAL_Delay(500);
        }
      }
    }
    /* USER CODE END 4 */
    
  6. 因為常態呈現流水燈狀態,我們首先在main函數中聲明一個迴圈變數。

    /* USER CODE BEGIN 1 */
    int8_t i;   //迴圈變數i
    /* USER CODE END 1 */
    
  7. 最後,我們在while迴圈中添加下麵的代碼

    /* USER CODE BEGIN WHILE */
    while (1)
    {
      for(i=0; i<8; i++)
      {
        ByteOut2PC((0xfe<<i)|(0xfe>>(8-i)));  //正常流水燈狀態
        HAL_Delay(500);
      }
    /* USER CODE END WHILE */		
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    }
    

(二)基於LL庫的程式

  1. 在上面的基礎上,使用CubeMX將GPIO的庫改為LL庫。
  2. LL庫沒有提供回調函數,我們要在“stm32f1xx_it.c”程式中找到相應的外部中斷庫函數void EXTI0_IRQHandler(void)void EXTI1_IRQHandler(void)並填寫功能代碼。
  3. 同理我們在“main.c”文件的main函數中添加流水燈程式,這裡就不再贅述了。
  4. 在“stm32f1xx_it.c”文件中,首先在外部中斷庫函數void EXTI0_IRQHandler(void)中添加代碼如下
    /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */
    int8_t i;  //迴圈變數
    for(i=0;i<3;i++)
    {
      LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC, 0xff);  //全滅
      HAL_Delay(500);
      LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC, 0);  //全亮
      HAL_Delay(500);
    }
    /* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
    
  5. 同理我們在void EXTI1_IRQHandler(void)中添加代碼如下
    /* USER CODE BEGIN EXTI1_IRQn 0 */
    int8_t i;  //迴圈變數
    for(i=0;i<3;i++)  //交替閃爍3次
    {
      LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC, 0x55);  
      HAL_Delay(500);
      LL_GPIO_WriteOutputPort(GPIOC, 0xaa);  
      HAL_Delay(500);
    }
    /* USER CODE END EXTI1_IRQn 0 */
    

聯合調試

  1. 點擊運行,生成HEX文件。
  2. 在Proteus中載入相應HEX文件,點擊運行,正常顯示流水燈狀態;當按下按鈕BTN0時,8個LED燈全亮全滅閃爍3次後恢復到常態;當按下按鈕BTN1時,8個LED燈間隔交替閃爍3次後恢復常態。

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