[stm32] STM32 Interrupts and events 系统了解（EXTI）及槽型光电开关tp850电路研究

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中断和事件

1 嵌套向量中断控制器

特性：

● 68个可屏蔽中断通道(不包含16个Cortex™-M3的中断线)；
● 16个可编程的优先等级(使用了4位中断优先级)；
● 低延迟的异常和中断处理；
● 电源管理控制；
● 系统控制寄存器的实现；

嵌套向量中断控制器(NVIC)和处理器核的接口紧密相连，可以实现低延迟的中断处理和高效地处理晚到的中断。
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1.1 系统嘀嗒(SysTick)校准值寄存器

系统嘀嗒校准值固定为9000，当系统嘀嗒时钟设定为9MHz(HCLK/8的最大值)，产生1ms时间基准。

2 外部中断/事件控制器(EXTI)

对于互联型产品，外部中断/事件控制器由20个产生事件/中断请求的边沿检测器组成，对于其它产品，则有19个能产生事件/中断请求的边沿检测器。每个输入线可以独立地配置输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发事件(上升沿或下降沿或者双边沿都触发)。每个输入线都可以独立地被屏蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。

2.1 主要特性

EXTI控制器的主要特性如下：

● 每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽
● 每个中断线都有专用的状态位
● 支持多达20个软件的中断/事件请求
● 检测脉冲宽度低于APB2时钟宽度的外部信号。

2.2 框图

图1 外部中断/事件控制器框图

2.3 唤醒事件管理

STM32F10xxx可以处理外部或内部事件来唤醒内核(WFE)。唤醒事件可以通过下述配置产生：

● 在外设的控制寄存器使能一个中断，但不在NVIC中使能，同时在Cortex-M3的系统控制寄存器中使能SEVONPEND位。当CPU从WFE恢复后，需要清除相应外设的中断挂起位和外设NVIC中断通道挂起位(在NVIC中断清除挂起寄存器中)。
● 配置一个外部或内部EXTI线为事件模式，当CPU从WFE恢复后，因为对应事件线的挂起位没有被置位，不必清除相应外设的中断挂起位或NVIC中断通道挂起位。

在互联型产品中，以太网唤醒事件同样具有WFE唤醒功能。

2.4 功能说明

要产生中断，必须先配置好并使能中断线。根据需要的边沿检测设置2个触发寄存器，同时在中断屏蔽寄存器的相应位写’1’允许中断请求。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个中断请求，对应的挂起位也随之被置’1’。在挂起寄存器的对应位写’1’，将清除该中断请求。
如果需要产生事件，必须先配置好并使能事件线。根据需要的边沿检测通过设置2个触发寄存器，同时在事件屏蔽寄存器的相应位写’1’允许事件请求。当事件线上发生了需要的边沿时，将产生一个事件请求脉冲，对应的挂起位不被置’1’。
通过在软件中断/事件寄存器写’1’，也可以通过软件产生中断/事件请求。

2.4.1 硬件中断选择（外部中断配置）

通过下面的过程来配置20个线路做为中断源：

● 配置20个中断线的屏蔽位(EXTI_IMR)
● 配置所选中断线的触发选择位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)；
● 配置对应到外部中断控制器(EXTI)的NVIC中断通道的使能和屏蔽位，使得20个中断线中的请求可以被正确地响应。

2.4.2 硬件事件选择

通过下面的过程，可以配置20个线路为事件源：

● 配置20个事件线的屏蔽位(EXTI_EMR)
● 配置事件线的触发选择位(EXTI_RTSR和EXTI_FTSR)

2.4.3 软件中断/事件的选择

20个线路可以被配置成软件中断/事件线。下面是产生软件中断的过程：

● 配置20个中断/事件线屏蔽位(EXTI_IMR, EXTI_EMR)
● 设置软件中断寄存器的请求位(EXTI_SWIER)

2.5 外部中断/事件线路映像

通用I/O端口以下图的方式连接到16个外部中断/事件线上：

图2 外部中断通用I/O映像

通过AFIO_EXTICRx配置GPIO线上的外部中断/事件，必须先使能AFIO时钟。
另外四个EXTI线的连接方式如下：
● EXTI线16连接到PVD输出
● EXTI线17连接到RTC闹钟事件
● EXTI线18连接到USB唤醒事件
● EXTI线19连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品)

3 EXTI 寄存器描述及固件库

中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)
事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)
上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)
下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)
软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)
挂起寄存器(EXTI_PR)

图3 EXIT固件库函数

4 外部中断例子

>_<" 主函数为：

/*******************************************************************************
* Function Name : main
* Description : 主函数
*******************************************************************************/
int main(void)
{
RCC_Configuration();
NVIC_Configuration();
GPIO_Configuration();
EXTI13_Configuration(); while()
{}
}

>_<" RCC函数：（配置系统时钟并且使能PA和AFIO）

/****************************************************************************
* 名称：void RCC_Configuration(void)
* 功能：系统时钟配置为72MHZ
****************************************************************************/
void RCC_Configuration(void)
{
SystemInit();
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

>_<" GPIO配置函数：（这里的A13作为终端的外部引脚）

/*******************************************************************************
* Function Name : GPIO_Configuration
* Description : GPIO配置.
*******************************************************************************/
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /*外部中断线PA13*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

>_<" 配置EXTI（特别注意第9行是将将GPIO管脚与外部中断线连接，下面是设置触发方式等）

/*******************************************************************************
* Function Name : EXTI13_Configuration
* Description : 配置外部中断
*******************************************************************************/
void EXTI13_Configuration(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource13);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line13;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling;//下降沿和上升沿
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);
}

>_<" 配置NVIC

/*******************************************************************************
* Function Name : NVIC_Configuration
* Description : 配置 Vector Table base location.
*******************************************************************************/
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;//PPP外部中断线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = ;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

>_<" 这样每次外部事件触发中断时就会响应其对应的中断服务子程序

/*******************************************************************************
* Function Name : EXTI15_10_IRQHandler
* Description : This function handles External lines 15 to 10 interrupt request.
*******************************************************************************/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
EXTI_ClearFlag(EXTI_Line13);
}

PS: 发现一个类似的例子http://www.cnblogs.com/zjgtan/archive/2013/02/23/2923482.html

5 PLUS槽型光电开关研究（tp850）

之所以研究EXXTI是因为要做一个槽型光电开关来对步进电机进行精确限位。但是该元件的说明书并不能找到，所以忙活了一上午找相关的电路和使用方式......

可是找了很多，发现都比较类似：（从下面右图可以看出该模块的CE之间是一个感光的三极管，可以分别采用从发射机和集电极引出OUT来设计）

于是照着上面的电路从C引出的方式设计，左边的电阻采用200欧姆，右边的电阻采用10千欧，可是将OUT连到单片机上并不能产生中断事件。我又直接将中断引脚在VCC上短暂的碰触可以检测到中断，于是断定OUT输出电压太小不能引起中断。

最终在神奇的某宝上终于找到了答案：https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a1z0d.6639537.1997196601.4.08bOE9&id=39823496425（此链接非广告，而是便于大家直接找到类似的东西~：槽型光电模块）原来在OUT后还有个LM393!!!它是双电压比较器集成电路。