HAL库中断方式控制LED灯亮灭

一、中断介绍

1.中断的定义

中断是由内核外部产生的,一般由硬件引起，比如外设中断和外部中断等。
中断全过程：
中断发生（当CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B，请求CPU迅速去处理）
中断处理（CPU暂停当前的工作，转去处理事件B）
中断返回（当CPU将事件B处理完毕后，再回到事件A中被暂停的地方继续处理事件A）
整个过程称为中断

2.中断过程执行示意图

3.中断的作用

（1）速度匹配 可以解决快速的CPU与慢速的外部设备之间传送数据的矛盾
（2）分时操作 CPU可以分时为多个外部设备服务，提高计算机的利用率
（3）实时响应 CPU能够及时处理应用系统的随机事件，增强系统的实时性
（4）可靠性高 CPU可以处理设备故障及掉电等突发事件，提高系统可靠性

4.中断优先级

处理器根据不同中断的重要程序设置不同的优先等级。不同优先级中断的处理原则是：高级中断可以打断低级中断；低级中断不能打断高级中断
中断嵌套：

5.中断响应过程

（1）中断源发出中断请求
（2）判断处理器是否允许中断，以及该中断源是否被屏蔽
（3）中断优先级排队
（4）处理器暂停当前程序，保护断点地址和处理器的当前状态，根据中断类型号,查找中断向量表，转到对应的中断服务程序
（5）执行中断服务程序
（6）恢复被保护的状态,执行中断返回指令,回到被中断的程序

6.GPIO引脚的外部中断触发方式

上升沿触发、下降沿出发、双边沿触发

7.HAL库的中断处理流程

（1）中断程序的编程步骤
设置中断触发条件→设置中断优先等级→设能外设中断→清除中断标志→编写中断服务程序
（2）HAL库对中断的封装处理
①统一规定处理各个外设的中断服务程序HAL_PPP_IRQHandler（PPP代表外设名称）
②在中断服务程序HAL_PPP_IRQHandler完成了中断标志的判断和清除
③将中断中需要执行的操作以回调函数（由外设初始化、中断、处理完成/出错触发的函数）的形式提供给用户
（3）由CubeMX生成的MDK工程中与中断相关的编程文件
①启动文件：startup_stm32fxxx.s
◉该文件存放在MDK-ARM组中。在该文件中，预先为每个中断编写了一个中断服务程序，只是这些中断服务程序都是死循环，目的只是初始化中断向量表；
◉中断服务程序的属性定义为“weak”。weak属性的函数表示：如果该函数没有在其他文件中定义，则使用该函数；如果用户在其他地方定义了该函数，则使用用户定义的函数。
②中断服务程序文件：stm32fxxx_it.c
◉该文件存放在User组中，用于存放各个中断的中断服务程序；
◉在使用CubeMX软件进行初始化配置时，如果使能了某一个外设的中断功能，那么在生成代码时，相对应的外设中断服务程序HAL_PPP_IRQHandler就会自动添加到该文件中，用户只需要在该函数中添加相应的中断处理代码即可。

二、STM32CubeMX工程创建

1.新建项目

打开STM32CubeMX主界面，点击“ACCESS TO MCU SELECTOR”,创建新项目

2.芯片选择

在“Commerical Part Number”里面选择自己需要的芯片，点击信息栏中的具体芯片信息选中，再点击“Start Project”

3.参数设置

（1）先点击System Core将其展开，再点击RCC，将HSE设置为Crystal/Ceramic Resonator

（2）点击SYS，将Debug设置为Serial Wire

4.引脚设置

（1）点击GPIO，点击PA4，将其设置为GPIO_Output，再根据自己需要设置User Label（也可以不设置），我这里设置的是LED

（2）点击PB9，将其设置为外部中断触发器GPIO_EXTI9，再点击GPIO mode，将其设置为Extemal Interrupt Mode with Rising/Failing edge

当开关接高电平时，LED亮灯；接低电平时，LED灭灯，所以选择上升沿和下降沿触发

5.开启中断

点击NVIC，勾选EXTI line[9:5] interrupts

6.配置时钟

勾选PLLCLK和HSE，将晶振频率设置为最大值72MHz

7.生成项目

（1）点击Project Manager→Project，配置好自己的项目名和项目存放路径，然后将Application Structure设置为Basic，将IDE设置为MDK-ARM

（2）点击Code Generate界面，选择生成初始化文件.c/.h，之后再点击GENERATE CODE即可成功创建工程

三、程序编写及编译

1.代码编写

（1）在点击GENERATE CODE之后弹出来的界面点击Open Project即可跳转到Keil5进行程序编写

（2）打开main.c文件，向其中添加如下代码：

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{/* Prevent unused argument(s) compilation warning */HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_4);  //翻转电平/* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file*/
}

2.代码编译及hex文件创建

点击Rebuild编译代码，若没有错误即可成功创建hex文件

四、电路连接及烧录运行

1.电路连接

STM32F103C8T6的引脚3.3要接面包板上灯的正极所在的地方
STM32F103C8T6的引脚A4接灯的负极，引脚B9接一根杜邦线当作控制LED灯亮灭的开关。

2.程序烧录

置BOOT0为0，BOOT1为1
（1）打开mcuisp，选择串口为COM5，并选择生成的hex文件

（2）点击读器件信息，若显示一切正常则进行下一步

（3）点击开始编程，若显示一切正常则说明烧录成功

3.运行结果

四、总结

在做实验之前，要提前了解中断的相关知识，HAL库的中断处理流程等与实验相关的知识，在实验过程中可以发现在stm32cubemx上使用HAL库配置好相关引脚后，在生成的代码里可以很容易的实现中断控制LED灯，线路也很简单。本实验需要注意的是记得开启中断，不然运行不了，还有要注意电路连接，如果达不到实验效果也可能是电路连接错误。总而言之，做实验需要耐心，按照实验步骤一步步来，不要着急，这样子才不容易出错。

五、参考链接

https://blog.csdn.net/weixin_46129506/article/details/121119702?spm=1001.2014.3001.5506