STM32-Day10(中断-红外&旋转计次)

外语课

215人浏览 · 2026-07-08 20:45:52

外语课 · 2026-07-08 20:45:52 发布

5.6 硬件介绍

5.6.1 使用外部中断模块的特性

对于STM32来说，想要获取的信号是外部驱动的很快的突发信号，比如旋转编码器的输出信号，可能很长时间不会触发，这时不需要STM32做任何事情，一触发就会有很多脉冲波形需要STM32接收，信号是突发的，STM32不知道什么时候会来，同时是外部驱动，只能被动读取，并且很快速，以上情况就可以使用外部中断去读取。

5.6.2旋转编码器

旋转编码器：用来测量位置、速度或旋转方向的装置，当其旋转轴旋转时，其输出端可以输出与旋转速度和方向对应的方波信号，读取方波信号的频率和相位信息即可得知旋转轴的速度和方向

类型：机械触点式、霍尔传感器式、光栅式

硬件电路：

左图是模块的电路图

中间圆形的是旋转轴，旋转轴旋转时，下方的两个触点（四个小圆点）以相位相差90度的方式交替导通，接10K的上拉电阻，默认没有旋转的时候交点（电阻之间红色小圆点）被上拉为高电平，通过R3输出到A端口的就也是高电平。

当旋转时，内部触点导通，交点被拉低到GND.再通过R3输出，A端口就是低电平

C1的作用是滤波电容

5.7 外部中断实战

5.7.1 对射式红外传感器计次

接线图：

效果：当挡光片或编码盘在对射式红外传感器中间经过时，DO就会触发电平跳变，电平跳变的信号触发STM32 PB14号口的中断，在中断函数中，执行变量++的程序，然后主循环里调用OLED显示这个变量

中断函数的配置流程：

启动时钟后，先配置GPIO输入输出，然后配置AFIO进行选择，再配置EXIT对触发方式进行设置，最后设置NVIC，选择响应优先级，最后进入CPU

时钟只需要打开GPIO和AFIO即可，EXIT和NVIC（内核的外设不需要开启时钟）是一直打开的状态

配置AFIO用到的库函数：

void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource);

可以配置AFIO的数据选择器，来选择我们想要的中断引脚

配置EXTI需要用到的库函数：

void EXTI_DeInit(void);
void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);
void EXTI_StructInit(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);
void EXTI_GenerateSWInterrupt(uint32_t EXTI_Line);
FlagStatus EXTI_GetFlagStatus(uint32_t EXTI_Line);
void EXTI_ClearFlag(uint32_t EXTI_Line);
ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);
void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);

EXTI_DeInit：恢复成默认上电状态

EXTI_Init：配置EXIT外设，初始化用的就是该函数，使用方法和GPIO_Init相同

EXTI_StructInit：把参数传递的结构体变量赋一个默认的值

以上三个函数基本上每个外设都有

EXTI_GenerateSWInterrupt：软件触发外部中断

EXTI_GetFlagStatus：获取指定的标志位是否被置1

EXTI_ClearFlag：对置1的标志位进行清除

EXTI_GetITStatus：获取中断标志位是否被置1

EXTI_ClearITPendingBit：清除中断挂起标志位

以上四个是查看和清除标志位的函数，在主程序中进行用前两个，中断中用后两个

配置NVIC需要用到的库函数：

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);
void NVIC_SetVectorTable(uint32_t NVIC_VectTab, uint32_t Offset);
void NVIC_SystemLPConfig(uint8_t LowPowerMode, FunctionalState NewState);

NVIC_PriorityGroupConfig：进行中断分组，参数是中断分组的方式

NVIC_Init：根据结构体里面指定的参数初始化NVIC

NVIC_SetVectorTable：设置中断向量表

NVIC_SystemLPConfig：系统低功耗配置

中断分组函数定义中：pre-emption priority抢占优先级，subpriority响应优先级

中断函数配置完整代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void CountSensor_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//配置AFIO
    
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;//配置EXIt
    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;
    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//分组的方式整个芯片只能使用一组，要保证每个模块的分组都是同一个
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
}

中断程序应该防止在中断函数中，在STM32中中断函数名字是固定的，每个中断通道都对应一个中断函数。函数名在Start文件夹中的startup文件中，以IRQHandler结尾的就是中断函数名，中断函数写在CountSensor.c文件夹中

在中断函数里一般都是先进行一个中断标志位的判断，确保是正确的中断源触发的函数。因为这个函数EXIT10~15都可以进入，所以要先判断一下是不是EXIT14进入

中断函数一般不需要声明，因为其不需要主动调用，在中断产生的时候进行调用即可

在写完中断函数之后，可以使用调试模式进行查看，中断是否可以成功跳转，使用Debug按钮，在中断函数地方打一个断点，查看中断之后是否会进入中断函数。

这样就是已经进入中断函数，然后用一个变量统计中断触发的次数即可，本次采用无符号整型变量-unint16_t，在CountSensor文件中定义变量，然后再在文件中定义一个返回这个变量的函数即可。

完整文件代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

uint16_t CountSensor_Count;

void CountSensor_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource14);//配置AFIO
    
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;//配置EXIt
    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line14;
    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//分组的方式整个芯片只能使用一组，要保证每个模块的分组都是同一个
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

uint16_t CountSensor_Get(void)
{
    return CountSensor_Count;
}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET)
    {
        CountSensor_Count++;
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);
    }
        
}

主函数代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "CountSensor.h"

int main(void)
{
    OLED_Init();
    CountSensor_Init();
    
    OLED_ShowString(1, 1, "Count:");
    
    
    while (1)
    {
        OLED_ShowNum(1,7,CountSensor_Get(),5);
    }
}

5.7.2 旋转编码器计次

接线图：

上面是正转，下面是反转，上下两条线分别是A相和B相，正转的时候保证A相在低电平同时B相下降沿的时候计次，反转的时候反之，这样保证了转到位才计次，所以需要用到PB0和PB1两个口。因此此Demo需要用到两个中断的初始化

在设计中断函数的具体内容时，参考5.6.2中的硬件电路进行设计代码

完整模块代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

int16_t Encoder_Count;

void Encoder_Init(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
    
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource0);//配置AFIO
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource1);
    
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct;//配置EXIt
    EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1;
    EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);
    
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//分组的方式整个芯片只能使用一组，要保证每个模块的分组都是同一个
    
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
    
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
}

int16_t Encoder_Get(void)
{
    int16_t Temp;
    Temp=Encoder_Count;
    Encoder_Count=0;
    return Temp;
}

//中断函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET)
    {
        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_1)==0)
        {
            Encoder_Count--;
        }
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

void EXTI1_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) == SET)
    {
        if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_0)==0)
        {
            Encoder_Count++;
        }
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
    }
}

注意下面两个中断（PB0和PB1）的优先级不可以搞反，否则就会相互抵消

而且注意EXTI要调整为下降沿触发，否则会导致正反搞错

主函数代码：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "OLED.h"
#include "Encoder.h"

int16_t Num;

int main(void)
{
    OLED_Init();
    Encoder_Init();
    
    OLED_ShowString(1, 1, "Num:");
    
    while (1)
    {
        Num+=Encoder_Get();
        OLED_ShowSignedNum(1,5,Num,5);
    }
}