4.EXTI 中斷介紹

EXTI(中斷/事件控制器)包含多個相互獨立的邊沿檢測電路并且能夠向處理器內(nèi)核產(chǎn)生中斷請求或喚醒事件。 EXTI 有三種觸發(fā)類型：上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和任意沿觸發(fā)。 EXTI中的每一個邊沿檢測電路都可以獨立配置和屏蔽。

4.1.GD32 EXTI 外設(shè)原理簡介

GD32 EXTI 主要特性(以 GD32F30x 為例)

? 高效的中斷處理；

? 支持異常搶占和咬尾中斷；

? 將系統(tǒng)從省電模式喚醒；

? 3 種觸發(fā)類型：上升沿觸發(fā)，下降沿觸發(fā)和任意沿觸發(fā)；

? 軟件中斷或事件觸發(fā)；

? 可配置的觸發(fā)源;

? Cortex-M4系統(tǒng)異常;

? 多達(dá)68種可屏蔽的外設(shè)中斷;

? 4位中斷優(yōu)先級配置位，可配置16個中斷優(yōu)先級；

? EXTI中有多達(dá)20個相互獨立的邊沿檢測電路；

EXTI 框圖

如圖所示，EXTI 可分為兩大部分功能，一個是產(chǎn)生中斷，另一個是產(chǎn)生事件。EXTI的輸入線可以通過寄存器設(shè)置為任意GPIO，也可以是一些外設(shè)的事件，輸入線是存在電平變化的信號。

EXTI包含一個邊沿檢測電路，它會根據(jù)上升沿觸發(fā)選擇寄存器和下降沿觸發(fā)選擇寄存器對應(yīng)位的設(shè)置來控制信號觸發(fā)。邊沿檢測電路以輸入線作為信號輸入端，如果檢測到有邊沿跳變就輸出有效信號給邊沿檢測電路，否則輸出無效信號，而通過配置寄存器，可設(shè)置邊沿檢測電路響應(yīng)跳變過程，如設(shè)置為上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和雙邊沿觸發(fā)。

EXTI還包含一個或門電路，它一個輸入來自邊沿檢測電路，另外一個輸入來自軟件中斷事件寄存器。軟件中斷事件寄存器允許我們通過程序控制就可以啟動中斷/事件線，這在某些地方非常有用。

中斷/事件線

不同系列的MCU對應(yīng)有不同數(shù)量、不同種類的中斷/事件線，以GD32F10x系列為例，如EXTI中斷線圖所示它有20個中斷/事件線，每個 GPIO都可以被設(shè)置為輸入線，占用 EXTI0至EXTI15，另外 4根特定外設(shè)中斷/事件線由外設(shè)觸發(fā)，比如EXTI16代表低壓檢測LVD中斷、EXTI17代表RTC鬧鐘中斷、EXTI18代表USB喚醒中斷、EXTI19代表以太網(wǎng)喚醒中斷。

EXTI 中斷線

EXTI0至 EXTI15用于 GPIO，通過編程控制可以實現(xiàn)任意一個 GPIO作為 EXTI的輸入源。由表可知，EXTI0 可以通過 EXTI源選擇寄存器0寄存器(AFIO_EXTISS0)的EXTI0_SS[3:0]位選擇配置為 PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0，其他 EXTI線(EXTI中斷/事件線)使用配置都是類似的。

注意：多組中同一標(biāo)號PIN僅可配置一個IO口為外部中斷，例： PA0、 PB0、 PC0僅支持三個中的其中一個IO口產(chǎn)生外部中斷，不支持三個同為外部中斷模式。

各系列 EXTI 功能差異

GD32系列MCU有關(guān)SPI外設(shè)各系列功能差異如 GD32 MCU 各系列 EXTI 功能差異表所示。

4.2.硬件連接說明

外部中斷輸入檢測可以通過配置上升沿、下降沿或者任意沿觸發(fā)，讀者可根據(jù)輸入信號的初始狀態(tài)進(jìn)行配置。如按鍵設(shè)計原理圖所示，該圖為GD32 開發(fā)板按鍵設(shè)計原理圖，在按鍵未按下時KEY引腳狀態(tài)為高電平，按下后，引腳電平狀態(tài)為低電平，因而可以配置為下降沿（按鍵按下時）觸發(fā)EXTI、上升沿（按鍵松開后）觸發(fā)EXTI或任意沿（按鍵按下和松開后）觸發(fā)EXTI。

4.3.軟件配置說明

本小節(jié)講解EXTI_Example歷程中EXTI模塊的配置說明，主要包括外設(shè)時鐘配置、GPIO引腳配置、EXTI外設(shè)配置、主函數(shù)介紹以及運行結(jié)果。本例程主要介紹GD32 MCU各系列EXTI外部中斷的使用。

外設(shè)時鐘配置

外設(shè)時鐘配置如代碼清單EXTI例程時鐘配置代碼所示，在該歷程中使用PA0作為EXTI輸入檢測引腳，因而，在GD32全系列MCU中均需打開GPIOA的時鐘，另外，在GD32F1X0、GD32F3X0和GD32E23X中需要打開CFGCMP時鐘，以及在GD32F4XX中需要打開SYSCFG時鐘，主要由于 EXTI源選擇控制位在系統(tǒng)配置寄存器中。

void rcu_config(void)
{
#if defined GD32F10X_HD || GD32F30X_HD || GD32F20X_CL || GD32E10X
 rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
#elif defined GD32F1X0 || GD32F4XX || GD32F3X0 || GD32E23X
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
 #if defined GD32F1X0 || GD32F3X0 || GD32E23X
 rcu_periph_clock_enable(RCU_CFGCMP);
 #elif defined GD32F4XX
 rcu_periph_clock_enable(RCU_SYSCFG);
 #endif
#endif
}

GPIO 引腳配置

GPIO引腳配置如代碼清單EXTI例程GPIO引腳配置代碼所示，PA0引腳需要配置為浮空輸入狀態(tài)。

void gpio_config(void)
{
#if defined GD32F10X_HD || GD32F30X_HD || GD32F20X_CL || GD32E10X
 gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);
#elif defined GD32F1X0 || GD32F4XX || GD32F3X0 || GD32E23X
 gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);
#endif 
}

EXTI 外設(shè)配置

EXTI外設(shè)配置代碼如代碼清單EXTI例程EXTI外設(shè)配置代碼所示，在該代碼中，首先使能EXTI中斷，之后配置EXTI源以及所需要的邊沿，最后清除EXTI中斷標(biāo)志。

void exti_config(void)
{
#if defined GD32F10X_HD|| GD32F30X_HD || GD32F1X0 || GD32F20X_CL || GD32F4XX || GD32F3X0 || GD32E10X || 
GD32E23X
#if defined GD32F1X0 || GD32F3X0 || GD32E23X || GD32F4XX
#if defined GD32E23X
/* enable and set key EXTI interrupt to the lowest priority */
nvic_irq_enable(EXTI0_1_IRQn, 2U);
 #elif defined GD32F4XX
 nvic_irq_enable(EXTI0_IRQn, 2U,0U);
#elif defined GD32F1X0 || GD32F3X0 
nvic_irq_enable(EXTI0_1_IRQn, 2U,0U);
#endif
/* connect key EXTI line to key GPIO pin */
syscfg_exti_line_config(EXTI_SOURCE_GPIOA, EXTI_SOURCE_PIN0);
/* configure key EXTI line */
exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING);
exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
#else
 nvic_irq_enable(EXTI0_IRQn, 2U,0U);
 gpio_exti_source_select(GPIO_PORT_SOURCE_GPIOA, GPIO_PIN_SOURCE_0);
/* configure key EXTI line */
exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING);
exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
#endif
#endif 
}

主函數(shù)說明及中斷處理函數(shù)說明

主函數(shù)配置十分簡單，如代碼清單EXTI例程主函數(shù)所示，主要包括外設(shè)時鐘初始化調(diào)用、GPIO初始化調(diào)用以及EXTI配置函數(shù)。

int main(void)
{
 /* peripheral clock enable */
 rcu_config();
 /* GPIO config */
 gpio_config();
 /* SPI config */
 exti_config();
 while(1)
{
}
}

中斷處理函數(shù)如代碼清單EXTI中斷處理函數(shù)所示。在中斷處理函數(shù)中，首先判斷產(chǎn)生EXTI的中斷是否為EXTI_0的中斷標(biāo)志，如果是，則進(jìn)入EXTI_0的中斷處理，處理完成后，清除EXTI_0的中斷標(biāo)志。

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
if(exti_interrupt_flag_get(EXTI_0) == SET)
{
 exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
}
}

運行結(jié)果

將EXTI_Example例程按照對應(yīng)的芯片工程編譯完成后，下載到對應(yīng)芯片中，在中斷處理函數(shù)中加斷點，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PA0有下降沿發(fā)生時，會產(chǎn)生EXTI中斷，進(jìn)入EXTI中斷處理函數(shù)。