EXTI外部中断

在前面我们已经讲过了STM32中断系统的系统框图，如下所示：

像 USART、这类片内外设，本身就是单片机内部集成的功能模块。

它们在检测到特定事件发生（比如接收完成）时，可以直接向NVIC发送中断请求。

再由NVIC统一进行中断调度执行。

那么问题来了：

那些连接在 GPIO 引脚上的“片外外设”，如果它们也想发送中断请求，怎么办？

比如：

1. 某个接在IO引脚上的按键，希望能够在按键按下时，触发一个中断请求，怎么实现呢？
2. 某个可以输出高低电平状态的传感器，希望在输出高电平时，触发一个中断请求，怎么实现呢？

中断是单片机内部系统的功能，所以这些外部设备，需要借助一个单片机外设来向NVIC发送中断请求。

这个外设就是：EXTI外设。

注意：

1. 只要输入型的设备，才具有发送中断请求的需求，比如按键、传感器等。
2. 输出驱动型设备，像LED、蜂鸣器等显然没有这种需求。

EXTI外设简述

EXTI（External interrupt / event controller，外部中断 / 事件控制器），一般直接简称为外部中断。

需要特别注意的是：

**EXTI 外设不是 “EXIT / exit”，并不是“退出”的英文单词，而是 “External Interrupt” 的缩写，请不要混淆。

EXTI 外设，是单片机内部的一个片内外设，用于统一处理来自 GPIO 引脚所连接的外部设备 的中断请求。

说得更具体一点：

EXTI 外设的作用，是将 GPIO 引脚上的外部电平变化（例如由低电平变为高电平），转换为单片机内部可以识别的中断请求。

说得更通俗一点：

GPIO引脚上接入的外部设备，在引脚输入电平变化时，可以借助EXTI外设，由EXTI外设向NVIC发送中断请求。

再举一个实际的例子：

1. PA0 引脚上接入了一个传感器，该传感器可以输出高电平或低电平。
2. 在正常情况下，传感器输出低电平，PA0 引脚输入低电平。
3. 当外部环境发生变化时，传感器转而输出高电平，此时 PA0 引脚的输入电平从低电平切换为高电平。
4. EXTI 外设捕捉到 PA0 引脚输入电平的这一变化，并向 NVIC 发送中断请求。
5. 后续的处理过程与我们前面学习的中断流程一致，即通过配置 NVIC 使能此外部中断，并由 NVIC 统一完成中断调度与执行。

如果能够理解以上内容，就可以发现：

EXTI 只是帮 GPIO 引脚上的外部设备“代发”了一次中断请求。

一旦中断请求进入 NVIC，后面走的流程，就和 USART外设中断没有任何区别了。

EXTI外部中断执行流程

GPIO引脚只有在设置为输入模式，连接一个输入向设备时，才有借助EXTI外设发起中断请求的需求。

为了让EXTI外设，能够及时检测IO引脚的输入电平变化，我们需要将IO引脚的电平信号映射到EXTI外设。

这里需要借助一个新的外设——AFIO，来完成这个信号映射。

EXTI外部中断，整个执行流程如下图所示：

在这个系统中：

1. GPIO引脚，负责接收外部信号，必须配置为输入工作模式。
2. AFIO外设，负责将GPIO引脚接收到的外部信号，映射传递给EXTI模块。
3. EXTI是信号的处理者，负责检测GPIO引脚的电平变化并提交中断请求给NVIC。
4. NVIC作为中断的中心处理管理者，负责管理中断优先级以及中断响应等。
5. 最后，由NVIC打断主程序/其它中断执行，执行当前EXTI的中断处理程序。

整个外部中断流程，从外部信号输入开始，依次经过 GPIO、AFIO、EXTI、NVIC 四个模块，最终由 CPU 执行中断处理程序。

因此，后续在实现外部中断功能时，需要严格按照这一流程，对各个模块进行正确配置。

其中的第一步，即设置IO引脚为输入模式，这个我们已经非常熟悉了，这里不再赘述。

下面我们来介绍一下AFIO模块。

AFIO外设模块

AFIO（Alternate Function I/O，复用 I/O 接口）是 STM32 系列单片机中一个功能相对较少的外设模块，主要起到辅助和配置的作用。

在SPL库中，它也没有专门的函数模块，其相关函数都合并在GPIO模块。

AFIO最主要的用途就只有两个：

1. 实现引脚的重定义功能，参考表格引脚定义表。
   1. 当硬件设计中默认复用功能引脚被占用时，可以通过 AFIO 重映射切换到其他引脚。
   2. 在SPL库中，实际只需要调用一个GPIO_PinRemapConfig函数就可以实现引脚功能重定义。
2. **将某个IO引脚的输入信号，映射到EXTI外设上。**AFIO 可以将特定的 GPIO 引脚映射到 EXTI模块，用于处理外部信号输入并触发中断请求。

下面我们就来看一下，AFIO外设模块的这两个功能。

需要注意的是：

1. 作为一个独立的外设模块，在使用 AFIO 之前，必须先开启其外设时钟。
2. AFIO 外设挂载在 APB2 外设总线 上，相关时钟使能方式与其他 APB2 外设一致，这里不再赘述。

AFIO重定义引脚功能

在之前所有的串口通信中，我们都直接使用了PA9和PA10的引脚复用功能，直接把它们当成USART1_TX和USART1_RX引脚使用。

现在假如PA9和PA10引脚不可用了，于是我们只能考虑重定义引脚功能。比如参考下图：

我们把串口通信的接线图稍作修改：

1. 将USB-TTL设备的RXD针脚接入单片机的PB6（USART1_Tx）引脚。
2. 将USB-TTL设备的TXD针脚接入单片机的PB7（USART1_Rx）引脚。

如下图所示：

现在我们使用AFIO模块，来将PB6和PB7重定义为串口通信的引脚。

此时我们需要使用的函数就是GPIO_PinRemapConfig函数。

GPIO_PinRemapConfig 是 STM32 标准库中的一个函数，主要用于重定义GPIO引脚的功能。

其函数声明如下：

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);

第一个参数GPIO_Remap是此函数的核心：

用于指定将要重定义的引脚类型。

它使用一系列的宏定义作为传参，比如我们需要的：GPIO_Remap_USART1

通过查表我们知道能够作为USART1类型的重定义功能引脚，只有PB6和PB7。

也就是说调用此函数后，只需要将这两个引脚按照需求正常初始化，即可实现它们的重定义USART1功能。

第二个参数NewState则没什么可说的，直接传参ENABLE表示开启重定义功能，DISABLE表示禁用重定义功能。

除此之外，此函数还有以下注意事项：

1. 引脚重定义功能的实现需要AFIO外设的参与，所以调用此函数之前不要忘记开启AFIO外设时钟。
2. 此函数一次调用只能重定义一种功能的引脚，不能同时重定义多种类型的引脚。

最终，我们实现代码如下：

#include "stm32f10x.h"
#include "../tools/Delay.h"
#include "../tools/USART.h"
#include "../tools/OLED.h"

// 初始化引脚以及AFIO重定义引脚
void init_USART1_Rx_TX(){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    // 重定义USART1引脚
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);
	
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
		
}
//初始化USART1
void init_USART(){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None  ;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx ;
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

// 初始化中断
void init_NVIC() {
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = NVIC_PriorityGroup_4;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = NVIC_PriorityGroup_4;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
// 设置中断源
void USART_RXNEConfig() {
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
}
// 设置ISR
void USART1_IRQHandler() {
   if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
      char rch = USART_ReceiveData(USART1);
      OLED_ShowChar(2,2,rch);
    }
}


int main(void) {
    init_USART();
    init_USART1_Rx_TX();
    OLED_Init();
    init_NVIC();
    USART_RXNEConfig();
    while(1){
        ...
        ...
    }
}

AFIO映射IO引脚到EXTI线（重点）

AFIO外设的第二个功能是，映射IO引脚电平信号到EXTI外设。

AFIO映射IO引脚到EXTI，再由EXTI产生中断请求，其过程如下图所示：

下面详细来解释一下这张图。

EXTI线

AFIO外设会将GPIO引脚的电平信号，映射到EXTI中断线上。

EXTI外设内部一共提供了16条外部中断线（后续直接简称为**“EXTI线”**），分别是：

EXTI_Line0 ~ EXTI_Line15

每一条线都对应一个固定的IO引脚编号，而不是对应某个具体的IO引脚。

比如：

1. EXTI_Line0对应所有编号为0的引脚，比如PA0、PB0、PD0
2. …
3. EXTI_Line4对应所有编号为4的引脚，比如PA4、PB4
4. …

假如PA0引脚连接的设备需要发中断请求，那么就需要让AFIO外设，将PA0引脚的电平信号映射到EXTI线0上。

当然，这里就自然而然地联想到一个问题：

某条EXTI线，同一时刻可以映射多个IO引脚吗？

比如EXTI线0，可不可以同时映射PA0和PB0引脚呢？

当然不可以。

（重点）某条EXTI线，在同一时刻，只能映射相同编号的一个IO引脚！！

比如：

1. 将PA1引脚映射到EXTI线1上，就不能再映射PB1引脚。
2. 如果再次将PB1引脚映射到EXTI线1，那么PB1引脚的映射就会覆盖PA1引脚！EXTI线1此时的电平信号就是PB1引脚的。

（了解）这是因为引脚到EXTI线的映射配置，是AFIO外设的外部中断配置寄存器组决定的，同一个编号的引脚不能同时映射到同一条线。

寄存器的定义内容, 可以参考下面的图片（从参考手册中获取）：

可以看到AFIO外部中断配置寄存器中，某一条线的映射引脚是固定4位确定的，如果重复映射，就会产生覆盖行为！

这一个细节大家可以留意一下。

EXTI外部中断请求

EXTI检测IO引脚的电平变化，最终的目的是要向NVIC发送中断请求。

那么EXTI外部中断外设，总共可以发送多少个中断请求呢？（类比整个USART1外设，只能发送1个全局中断）

很明显，通过阅读这张图：EXTI外设一共可以产生7个中断请求。

具体来说是：

1. GPIO所有编号为0_{4的IO引脚，它们都被AFIO映射到0}4的EXTI线上，并最终各自单独发送一个EXTIx_IRQn的中断请求。
   1. 这5条线，都可以发送单独的中断请求：
   2. EXTI_Line0 → EXTI0_IRQn
   3. EXTI_Line1 → EXTI1_IRQn
   4. EXTI_Line2 → EXTI2_IRQn
   5. EXTI_Line3 → EXTI3_IRQn
   6. EXTI_Line4 → EXTI4_IRQn
2. GPIO所有编号为5_{9的IO引脚，它们分别被AFIO映射到5}9的EXTI线上，但它们共同触发一个中断请求EXTI9_5_IRQn
   1. 注意这5条线，虽然它们的映射线也5有条，但它们只能发出同一个中断请求。
   2. EXTI线号和引脚编号独立对应，但中断请求并不和线号独立对应！
3. GPIO所有编号为10_{15的IO引脚，它们分别被AFIO映射到10}15的EXTI线上，但它们共同触发一个中断请求EXTI15_10_IRQn
   1. 注意这6条线，虽然它们的映射线也有6条，但它们只能发出同一个中断请求。
   2. EXTI线号和引脚编号独立对应，但中断请求并不和线号独立对应！

综合上面讲解的EXTI线，以及外部中断请求的知识点，我们举一些例子：

1. PB14引脚上连接的设备，有发送外部中断请求的需求。
   1. 借助AFIO外设，将PB14引脚的输入信号映射到EXTI线14。
   2. EXTI外设，此时产生的中断请求是：EXTI15_10_IRQn。
2. PA3引脚上连接的设备，有发送外部中断请求的需求。
   1. 借助AFIO外设，将PA3引脚的输入信号映射到EXTI线3。
   2. EXTI外设，此时产生的中断请求是：EXTI3_IRQn。

最后，我们再思考几个问题：

问题1：与此同时，PB3引脚上的设备也想发中断请求，能够实现吗？

答：当然无法实现。

同一条线在同一时刻，只能映射唯一的一个IO引脚。

比如EXTI线3映射了PA3引脚，就不可能再同时映射PB3引脚了。

问题2：既然EXT线3不能同时映射两个引脚，那么能不能让PB3引脚映射到EXTI线4呢？

答：当然也不可以。EXTI线号和引脚编号是严格一一对应的，这是硬件设计问题。

如果出现这种情况，最好的办法就是，考虑换一个引脚编号，不再都使用"Pin_3"。

问题3：与此同时，PB11引脚上连接的设备，也有发送外部中断请求的需求。这个能实现吗？

答：这是允许的。PB11引脚会映射到EXTI线11，并没有冲突。

但是EXTI线11和线14，都发送同一个外部中断请求EXTI15_10_IRQn，在编写中断处理函数时需要对触发线做判断！

到目前为止，关于AFIO映射EXTI线的相关问题，我们都理解了。

EXTI外设获取了IO引脚的电平变化，那么它会在什么情况下产生中断请求呢？

换句话说，EXTI外设产生中断请求的条件是什么呢？

下面我们就来了解一下EXTI外设触发中断的条件与机制。

EXTI触发中断的条件与机制（重点）

通过 AFIO 外设的映射，EXTI 外设已经能够获取 GPIO 引脚上的外部输入电平变化。

接下来，EXTI 外设就需要根据 引脚电平变化的方式，来决定 是否产生中断请求。

EXTI外设提供了三种不同的中断触发方式：

1. 上升沿触发：当 GPIO 引脚从 低电平（0）变化为 高电平（1）时，EXTI 产生中断请求。
2. 下降沿触发：当 GPIO 引脚从 高电平（1）变化为 低电平（0）时，EXTI 产生中断请求。
3. 双边沿触发：只要 GPIO 引脚的输入电平发生了变化（低到高或者高到低），EXTI 都会产生中断请求。

如下图所示：

对于EXTI外设而言，它的中断机制可以用下图来描述：

也就是说，要让 某一条 EXTI 线产生中断请求，需要进行以下配置：

1. 配置开启中断产生的EXTI线。
2. 配置EXTI线的模式为中断模式，而不是事件模式。
3. 配置EXTI中断的触发条件：上升沿，下降沿或者双边沿。

除此之外，使用外部中断有一个特别需求注意的事情：

在外部中断的中断处理函数中，一定要手动清除（清零）中断标志位，否则中断会一直触发！程序直接卡死。

如此，在EXTI外设中配置产生中断请求就全部弄明白了。

剩下的步骤是什么呢？剩下的步骤就是配置NVIC，然后中断触发执行处理逻辑。

如此，EXTI外部中断触发的完整流程如下：

1. 配置 GPIO 引脚为输入模式。
2. AFIO映射IO引脚到EXTI线。
3. 配置EXTI外设，设置中断触发条件，设置模式为发送中断请求，设置某条EXTI线工作等。
4. 配置NVIC，设置EXTI外部中断的中断号、优先级并开启此中断。
5. 编写对应EXTI外部中断号的中断处理函数。
6. NVIC 管理中断请求，并根据优先级决定是否响应。
7. 中断响应执行对应中断号的中断处理函数，并且在中断处理函数中清除（清零）中断标志位！

现在，我们万事俱备，几乎所有的原理都搞明白了，只差学习对应的函数。

之后我们会用具体的实验案例，来加深对原理的理解，并且实现外部中断。

扩展了解：EXTI的事件模式

EXTI 外设最主要的作用，是产生外部中断请求。

但在少数应用场景下，EXTI 外设还可以用来产生事件信号，这就是 EXTI 外设的事件模式。

在事件模式下，当某一条 EXTI 线满足设定的触发条件（例如上升沿或下降沿）时：

1. EXTI 外设会在内部产生一个硬件事件信号
2. 这个硬件事件信号，不会发中断请求，不会触发 NVIC
3. 自然也不会进入中断处理函数

也就是说：

EXTI外设的事件模式，只产生事件，不发中断请求。

那EXTI产生的事件，有什么用呢？

这些事件信号可以被单片机内部的某些片上外设接收，从而触发特定的硬件行为。

EXTI外设的事件模式比较少用到，下面举一个比较简单的例子，大家了解一下这个事件模式的作用就可以了：

STM32 的 PWR 电源控制器模块，可以让单片机进入一种超低功耗的 STOP 模式。在该模式下单片机的时钟会几乎完全停止，CPU不再执行，只使

用少部分电力维持SRAM和寄存器的数据。

此时，如果希望单片机从 STOP 模式中退出，重新回到正常运行状态，可以通过：

1. 中断唤醒
2. 事件唤醒

在支持事件唤醒的情况下，可以使用 EXTI 外设的事件模式：

1. 将某个 GPIO 引脚连接到按键
2. 配置对应 EXTI 线为事件模式
3. 设置触发条件为上升沿或下降沿
4. 当按键被按下时，产生事件信号
5. 事件信号触发单片机从 STOP 模式中唤醒

这种方式进行唤醒，不会打断主程序的执行流程，不会进入中断服务程序，非常适合用于节能应用。[TOC]

EXTI外部中断

在前面我们已经讲过了STM32中断系统的系统框图，如下所示：

像 USART、这类片内外设，本身就是单片机内部集成的功能模块。

它们在检测到特定事件发生（比如接收完成）时，可以直接向NVIC发送中断请求。

再由NVIC统一进行中断调度执行。

那么问题来了：

那些连接在 GPIO 引脚上的“片外外设”，如果它们也想发送中断请求，怎么办？

比如：

1. 某个接在IO引脚上的按键，希望能够在按键按下时，触发一个中断请求，怎么实现呢？
2. 某个可以输出高低电平状态的传感器，希望在输出高电平时，触发一个中断请求，怎么实现呢？

中断是单片机内部系统的功能，所以这些外部设备，需要借助一个单片机外设来向NVIC发送中断请求。

这个外设就是：EXTI外设。

注意：

1. 只要输入型的设备，才具有发送中断请求的需求，比如按键、传感器等。
2. 输出驱动型设备，像LED、蜂鸣器等显然没有这种需求。

EXTI外设简述

EXTI（External interrupt / event controller，外部中断 / 事件控制器），一般直接简称为外部中断。

需要特别注意的是：

**EXTI 外设不是 “EXIT / exit”，并不是“退出”的英文单词，而是 “External Interrupt” 的缩写，请不要混淆。

EXTI 外设，是单片机内部的一个片内外设，用于统一处理来自 GPIO 引脚所连接的外部设备 的中断请求。

说得更具体一点：

EXTI 外设的作用，是将 GPIO 引脚上的外部电平变化（例如由低电平变为高电平），转换为单片机内部可以识别的中断请求。

说得更通俗一点：

GPIO引脚上接入的外部设备，在引脚输入电平变化时，可以借助EXTI外设，由EXTI外设向NVIC发送中断请求。

再举一个实际的例子：

1. PA0 引脚上接入了一个传感器，该传感器可以输出高电平或低电平。
2. 在正常情况下，传感器输出低电平，PA0 引脚输入低电平。
3. 当外部环境发生变化时，传感器转而输出高电平，此时 PA0 引脚的输入电平从低电平切换为高电平。
4. EXTI 外设捕捉到 PA0 引脚输入电平的这一变化，并向 NVIC 发送中断请求。
5. 后续的处理过程与我们前面学习的中断流程一致，即通过配置 NVIC 使能此外部中断，并由 NVIC 统一完成中断调度与执行。

如果能够理解以上内容，就可以发现：

EXTI 只是帮 GPIO 引脚上的外部设备“代发”了一次中断请求。

一旦中断请求进入 NVIC，后面走的流程，就和 USART外设中断没有任何区别了。

EXTI外部中断执行流程

GPIO引脚只有在设置为输入模式，连接一个输入向设备时，才有借助EXTI外设发起中断请求的需求。

为了让EXTI外设，能够及时检测IO引脚的输入电平变化，我们需要将IO引脚的电平信号映射到EXTI外设。

这里需要借助一个新的外设——AFIO，来完成这个信号映射。

EXTI外部中断，整个执行流程如下图所示：

在这个系统中：

1. GPIO引脚，负责接收外部信号，必须配置为输入工作模式。
2. AFIO外设，负责将GPIO引脚接收到的外部信号，映射传递给EXTI模块。
3. EXTI是信号的处理者，负责检测GPIO引脚的电平变化并提交中断请求给NVIC。
4. NVIC作为中断的中心处理管理者，负责管理中断优先级以及中断响应等。
5. 最后，由NVIC打断主程序/其它中断执行，执行当前EXTI的中断处理程序。

整个外部中断流程，从外部信号输入开始，依次经过 GPIO、AFIO、EXTI、NVIC 四个模块，最终由 CPU 执行中断处理程序。

因此，后续在实现外部中断功能时，需要严格按照这一流程，对各个模块进行正确配置。

其中的第一步，即设置IO引脚为输入模式，这个我们已经非常熟悉了，这里不再赘述。

下面我们来介绍一下AFIO模块。

AFIO外设模块

AFIO（Alternate Function I/O，复用 I/O 接口）是 STM32 系列单片机中一个功能相对较少的外设模块，主要起到辅助和配置的作用。

在SPL库中，它也没有专门的函数模块，其相关函数都合并在GPIO模块。

AFIO最主要的用途就只有两个：

1. 实现引脚的重定义功能，参考表格引脚定义表。
   1. 当硬件设计中默认复用功能引脚被占用时，可以通过 AFIO 重映射切换到其他引脚。
   2. 在SPL库中，实际只需要调用一个GPIO_PinRemapConfig函数就可以实现引脚功能重定义。
2. **将某个IO引脚的输入信号，映射到EXTI外设上。**AFIO 可以将特定的 GPIO 引脚映射到 EXTI模块，用于处理外部信号输入并触发中断请求。

下面我们就来看一下，AFIO外设模块的这两个功能。

需要注意的是：

1. 作为一个独立的外设模块，在使用 AFIO 之前，必须先开启其外设时钟。
2. AFIO 外设挂载在 APB2 外设总线 上，相关时钟使能方式与其他 APB2 外设一致，这里不再赘述。

AFIO重定义引脚功能

在之前所有的串口通信中，我们都直接使用了PA9和PA10的引脚复用功能，直接把它们当成USART1_TX和USART1_RX引脚使用。

现在假如PA9和PA10引脚不可用了，于是我们只能考虑重定义引脚功能。比如参考下图：

我们把串口通信的接线图稍作修改：

1. 将USB-TTL设备的RXD针脚接入单片机的PB6（USART1_Tx）引脚。
2. 将USB-TTL设备的TXD针脚接入单片机的PB7（USART1_Rx）引脚。

如下图所示：

现在我们使用AFIO模块，来将PB6和PB7重定义为串口通信的引脚。

此时我们需要使用的函数就是GPIO_PinRemapConfig函数。

GPIO_PinRemapConfig 是 STM32 标准库中的一个函数，主要用于重定义GPIO引脚的功能。

其函数声明如下：

void GPIO_PinRemapConfig(uint32_t GPIO_Remap, FunctionalState NewState);

第一个参数GPIO_Remap是此函数的核心：

用于指定将要重定义的引脚类型。

它使用一系列的宏定义作为传参，比如我们需要的：GPIO_Remap_USART1

通过查表我们知道能够作为USART1类型的重定义功能引脚，只有PB6和PB7。

也就是说调用此函数后，只需要将这两个引脚按照需求正常初始化，即可实现它们的重定义USART1功能。

第二个参数NewState则没什么可说的，直接传参ENABLE表示开启重定义功能，DISABLE表示禁用重定义功能。

除此之外，此函数还有以下注意事项：

1. 引脚重定义功能的实现需要AFIO外设的参与，所以调用此函数之前不要忘记开启AFIO外设时钟。
2. 此函数一次调用只能重定义一种功能的引脚，不能同时重定义多种类型的引脚。

最终，我们实现代码如下：

#include "stm32f10x.h"
#include "../tools/Delay.h"
#include "../tools/USART.h"
#include "../tools/OLED.h"

// 初始化引脚以及AFIO重定义引脚
void init_USART1_Rx_TX(){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    // 重定义USART1引脚
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART1, ENABLE);
	
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
		
}
//初始化USART1
void init_USART(){
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
    USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None  ;
    USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx ;
    USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

// 初始化中断
void init_NVIC() {
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = NVIC_PriorityGroup_4;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = NVIC_PriorityGroup_4;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}
// 设置中断源
void USART_RXNEConfig() {
    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
}
// 设置ISR
void USART1_IRQHandler() {
   if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) {
      char rch = USART_ReceiveData(USART1);
      OLED_ShowChar(2,2,rch);
    }
}


int main(void) {
    init_USART();
    init_USART1_Rx_TX();
    OLED_Init();
    init_NVIC();
    USART_RXNEConfig();
    while(1){
        ...
        ...
    }
}

AFIO映射IO引脚到EXTI线（重点）

AFIO外设的第二个功能是，映射IO引脚电平信号到EXTI外设。

AFIO映射IO引脚到EXTI，再由EXTI产生中断请求，其过程如下图所示：

下面详细来解释一下这张图。

EXTI线

AFIO外设会将GPIO引脚的电平信号，映射到EXTI中断线上。

EXTI外设内部一共提供了16条外部中断线（后续直接简称为**“EXTI线”**），分别是：

EXTI_Line0 ~ EXTI_Line15

每一条线都对应一个固定的IO引脚编号，而不是对应某个具体的IO引脚。

比如：

1. EXTI_Line0对应所有编号为0的引脚，比如PA0、PB0、PD0
2. …
3. EXTI_Line4对应所有编号为4的引脚，比如PA4、PB4
4. …

假如PA0引脚连接的设备需要发中断请求，那么就需要让AFIO外设，将PA0引脚的电平信号映射到EXTI线0上。

当然，这里就自然而然地联想到一个问题：

某条EXTI线，同一时刻可以映射多个IO引脚吗？

比如EXTI线0，可不可以同时映射PA0和PB0引脚呢？

当然不可以。

（重点）某条EXTI线，在同一时刻，只能映射相同编号的一个IO引脚！！

比如：

1. 将PA1引脚映射到EXTI线1上，就不能再映射PB1引脚。
2. 如果再次将PB1引脚映射到EXTI线1，那么PB1引脚的映射就会覆盖PA1引脚！EXTI线1此时的电平信号就是PB1引脚的。

（了解）这是因为引脚到EXTI线的映射配置，是AFIO外设的外部中断配置寄存器组决定的，同一个编号的引脚不能同时映射到同一条线。

寄存器的定义内容, 可以参考下面的图片（从参考手册中获取）：

可以看到AFIO外部中断配置寄存器中，某一条线的映射引脚是固定4位确定的，如果重复映射，就会产生覆盖行为！

这一个细节大家可以留意一下。

EXTI外部中断请求

EXTI检测IO引脚的电平变化，最终的目的是要向NVIC发送中断请求。

那么EXTI外部中断外设，总共可以发送多少个中断请求呢？（类比整个USART1外设，只能发送1个全局中断）

很明显，通过阅读这张图：EXTI外设一共可以产生7个中断请求。

具体来说是：

1. GPIO所有编号为0_{4的IO引脚，它们都被AFIO映射到0}4的EXTI线上，并最终各自单独发送一个EXTIx_IRQn的中断请求。
   1. 这5条线，都可以发送单独的中断请求：
   2. EXTI_Line0 → EXTI0_IRQn
   3. EXTI_Line1 → EXTI1_IRQn
   4. EXTI_Line2 → EXTI2_IRQn
   5. EXTI_Line3 → EXTI3_IRQn
   6. EXTI_Line4 → EXTI4_IRQn
2. GPIO所有编号为5_{9的IO引脚，它们分别被AFIO映射到5}9的EXTI线上，但它们共同触发一个中断请求EXTI9_5_IRQn
   1. 注意这5条线，虽然它们的映射线也5有条，但它们只能发出同一个中断请求。
   2. EXTI线号和引脚编号独立对应，但中断请求并不和线号独立对应！
3. GPIO所有编号为10_{15的IO引脚，它们分别被AFIO映射到10}15的EXTI线上，但它们共同触发一个中断请求EXTI15_10_IRQn
   1. 注意这6条线，虽然它们的映射线也有6条，但它们只能发出同一个中断请求。
   2. EXTI线号和引脚编号独立对应，但中断请求并不和线号独立对应！

综合上面讲解的EXTI线，以及外部中断请求的知识点，我们举一些例子：

1. PB14引脚上连接的设备，有发送外部中断请求的需求。
   1. 借助AFIO外设，将PB14引脚的输入信号映射到EXTI线14。
   2. EXTI外设，此时产生的中断请求是：EXTI15_10_IRQn。
2. PA3引脚上连接的设备，有发送外部中断请求的需求。
   1. 借助AFIO外设，将PA3引脚的输入信号映射到EXTI线3。
   2. EXTI外设，此时产生的中断请求是：EXTI3_IRQn。

最后，我们再思考几个问题：

问题1：与此同时，PB3引脚上的设备也想发中断请求，能够实现吗？

答：当然无法实现。

同一条线在同一时刻，只能映射唯一的一个IO引脚。

比如EXTI线3映射了PA3引脚，就不可能再同时映射PB3引脚了。

问题2：既然EXT线3不能同时映射两个引脚，那么能不能让PB3引脚映射到EXTI线4呢？

答：当然也不可以。EXTI线号和引脚编号是严格一一对应的，这是硬件设计问题。

如果出现这种情况，最好的办法就是，考虑换一个引脚编号，不再都使用"Pin_3"。

问题3：与此同时，PB11引脚上连接的设备，也有发送外部中断请求的需求。这个能实现吗？

答：这是允许的。PB11引脚会映射到EXTI线11，并没有冲突。

但是EXTI线11和线14，都发送同一个外部中断请求EXTI15_10_IRQn，在编写中断处理函数时需要对触发线做判断！

到目前为止，关于AFIO映射EXTI线的相关问题，我们都理解了。

EXTI外设获取了IO引脚的电平变化，那么它会在什么情况下产生中断请求呢？

换句话说，EXTI外设产生中断请求的条件是什么呢？

下面我们就来了解一下EXTI外设触发中断的条件与机制。

EXTI触发中断的条件与机制（重点）

通过 AFIO 外设的映射，EXTI 外设已经能够获取 GPIO 引脚上的外部输入电平变化。

接下来，EXTI 外设就需要根据 引脚电平变化的方式，来决定 是否产生中断请求。

EXTI外设提供了三种不同的中断触发方式：

1. 上升沿触发：当 GPIO 引脚从 低电平（0）变化为 高电平（1）时，EXTI 产生中断请求。
2. 下降沿触发：当 GPIO 引脚从 高电平（1）变化为 低电平（0）时，EXTI 产生中断请求。
3. 双边沿触发：只要 GPIO 引脚的输入电平发生了变化（低到高或者高到低），EXTI 都会产生中断请求。

如下图所示：

对于EXTI外设而言，它的中断机制可以用下图来描述：

也就是说，要让 某一条 EXTI 线产生中断请求，需要进行以下配置：

1. 配置开启中断产生的EXTI线。
2. 配置EXTI线的模式为中断模式，而不是事件模式。
3. 配置EXTI中断的触发条件：上升沿，下降沿或者双边沿。

除此之外，使用外部中断有一个特别需求注意的事情：

在外部中断的中断处理函数中，一定要手动清除（清零）中断标志位，否则中断会一直触发！程序直接卡死。

如此，在EXTI外设中配置产生中断请求就全部弄明白了。

剩下的步骤是什么呢？剩下的步骤就是配置NVIC，然后中断触发执行处理逻辑。

如此，EXTI外部中断触发的完整流程如下：

1. 配置 GPIO 引脚为输入模式。
2. AFIO映射IO引脚到EXTI线。
3. 配置EXTI外设，设置中断触发条件，设置模式为发送中断请求，设置某条EXTI线工作等。
4. 配置NVIC，设置EXTI外部中断的中断号、优先级并开启此中断。
5. 编写对应EXTI外部中断号的中断处理函数。
6. NVIC 管理中断请求，并根据优先级决定是否响应。
7. 中断响应执行对应中断号的中断处理函数，并且在中断处理函数中清除（清零）中断标志位！

现在，我们万事俱备，几乎所有的原理都搞明白了，只差学习对应的函数。

之后我们会用具体的实验案例，来加深对原理的理解，并且实现外部中断。

扩展了解：EXTI的事件模式

EXTI 外设最主要的作用，是产生外部中断请求。

但在少数应用场景下，EXTI 外设还可以用来产生事件信号，这就是 EXTI 外设的事件模式。

在事件模式下，当某一条 EXTI 线满足设定的触发条件（例如上升沿或下降沿）时：

1. EXTI 外设会在内部产生一个硬件事件信号
2. 这个硬件事件信号，不会发中断请求，不会触发 NVIC
3. 自然也不会进入中断处理函数

也就是说：

EXTI外设的事件模式，只产生事件，不发中断请求。

那EXTI产生的事件，有什么用呢？

这些事件信号可以被单片机内部的某些片上外设接收，从而触发特定的硬件行为。

EXTI外设的事件模式比较少用到，下面举一个比较简单的例子，大家了解一下这个事件模式的作用就可以了：

STM32 的 PWR 电源控制器模块，可以让单片机进入一种超低功耗的 STOP 模式。在该模式下单片机的时钟会几乎完全停止，CPU不再执行，只使

用少部分电力维持SRAM和寄存器的数据。

此时，如果希望单片机从 STOP 模式中退出，重新回到正常运行状态，可以通过：

1. 中断唤醒
2. 事件唤醒

在支持事件唤醒的情况下，可以使用 EXTI 外设的事件模式：

1. 将某个 GPIO 引脚连接到按键
2. 配置对应 EXTI 线为事件模式
3. 设置触发条件为上升沿或下降沿
4. 当按键被按下时，产生事件信号
5. 事件信号触发单片机从 STOP 模式中唤醒

这种方式进行唤醒，不会打断主程序的执行流程，不会进入中断服务程序，非常适合用于节能应用。