7、GPIO输入按键检测（外部中断）

0x01、简介

0x001、EXTI 简介

0x002、EXTI 功能框图

0x003、中断/事件线

0x02、硬件设计

0x03、相关库函数

0x0001、外部中断初始化

0x0002、外部中断GPIO引脚选择

0x04、编写函数

0x001、按键外部中断初始化

0x002、中断函数

0x05、源程序下载地址

0x01、简介

0x001、EXTI 简介

EXTI（External interrupt/event controller）—外部中断/事件控制器，管理了控制器的20 个中

断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿

的检测。EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触

发事件的属性。

0x002、EXTI 功能框图

EXTI 可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件，这两个功能从硬件上就有

所不同。

编号1 是输入线，EXTI 控制器有19 个中断/事件输入线，这些输入线可以通过寄存器设置为

任意一个GPIO，也可以是一些外设的事件，输入线一般是存在电平变化的信号。

编号2 是一个边沿检测电路，它会根据上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR) 和下降沿触发选

择寄存器(EXTI_FTSR) 对应位的设置来控制信号触发。边沿检测电路以输入线作为信号输入端，

如果检测到有边沿跳变就输出有效信号1给编号3电路，否则输出无效信号0。而EXTI_RTSR 和

EXTI_FTSR 两个寄存器可以控制器需要检测哪些类型的电平跳变过程，可以是只有上升沿触发、

只有下降沿触发或者上升沿和下降沿都触发。

编号3 电路实际就是一个或门电路，它一个输入来自编号2 电路，另外一个输入来自软件中断

事件寄存器(EXTI_SWIER)。EXTI_SWIER 允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线，这在

某些地方非常有用。我们知道或门的作用就是有1 就为1，所以这两个输入随便一个有有效信号1

就可以输出1 给编号4和编号6电路。

编号4 电路是一个与门电路，它一个输入是编号3 电路，另外一个输入来自中断屏蔽寄存器

(EXTI_IMR)。与门电路要求输入都为1 才输出1，导致的结果是如果EXTI_IMR 设置为0 时，那

不管编号3 电路的输出信号是1 还是0，最终编号4 电路输出的信号都为0；如果EXTI_IMR

设置为1 时，最终编号4 电路输出的信号才由编号3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单

的控制EXTI_IMR 来实现是否产生中断的目的。编号4 电路输出的信号会被保存到挂起寄存器

(EXTI_PR) 内，如果确定编号4 电路输出为1 就会把EXTI_PR 对应位置1。

编号5 是将EXTI_PR 寄存器内容输出到NVIC 内，从而实现系统中断事件控制。

接下来我们来看看绿色虚线指示的电路流程。它是一个产生事件的线路，最终输出一个脉冲信

号。

产生事件线路是在编号3 电路之后与中断线路有所不同，之前电路都是共用的。

编号6 电路是一个与门，它一个输入来自编号3 电路，另外一个输入来自事件屏蔽寄存器

(EXTI_EMR)。如果EXTI_EMR 设置为0 时，那不管编号3 电路的输出信号是1 还是0，最终编号6

电路输出的信号都为0；如果EXTI_EMR 设置为1 时，最终编号6 电路输出的信号才由编号3 电路

的输出信号决定，这样我们可以简单的控制EXTI_EMR 来实现是否产生事件的目的。

编号7 是一个脉冲发生器电路，当它的输入端，即编号6 电路的输出端，是一个有效信号1 时

就会产生一个脉冲；如果输入端是无效信号就不会输出脉冲。

编号8 是一个脉冲信号，就是产生事件的线路最终的产物，这个脉冲信号可以给其他外设电路

使用，比如定时器TIM、模拟数字转换器ADC 等等，这样的脉冲信号一般用来触发TIM 或者ADC

开始转换。

产生中断线路目的是把输入信号输入到NVIC，进一步会运行中断服务函数，实现功能，这样

是软件级的。而产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号

传输，属于硬件级的。

另外，EXTI 是在APB2 总线上的，在编程时候需要注意到这点。

0x003、中断/事件线

本次实验主要实现按键通过外部中断控制LED灯。

外部中断初始化的一般步骤：

1）初始化IO口为输入。

2）开启IO口复用时钟，设置IO口与中断线的映射关系。

3）初始化线上中断，设置触发条件等（需参考《STM32F10XXX参考手册》）

4）配置中断分组（NVIC），并使能中断（需参考《STM32F10xxx Cortex-M3编程手册》）

5）编写中断服务函数。

0x02、硬件设计

0x03、相关库函数

0x0001、外部中断初始化

void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct)

函数功能：根据EXTI_InitStruct中的指定参数初始化EXTI外围设备。

参数1：EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct —> EXTI配置信息

返回值：无

typedef struct
{uint32_t EXTI_Line;               /*!< EXTI 中断/事件线选择，可选EXTI0 至EXTI19 */EXTIMode_TypeDef EXTI_Mode;       /*!< EXTI 模式选择，可选中断或事件 */EXTITrigger_TypeDef EXTI_Trigger; /*!< EXTI 边沿触发事件，可选上升或下降沿 */FunctionalState EXTI_LineCmd;     /*!< 否使能EXTI线，使能(ENABLE) 或禁用(DISABLE) */ 
}EXTI_InitTypeDef;

0x0002、外部中断GPIO引脚选择

void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)

函数功能：选择用作EXTI线的GPIO引脚。

参数1：uint8_t GPIO_PortSource —> 选择要用作EXTI线源的GPIO端口(A..G)

参数2：uint8_t GPIO_PinSource —> 指定要配置的EXTI的引脚。

返回值：无

0x04、编写函数

0x001、按键外部中断初始化

/***@brief     EXTI初始化*@param     无*@return    无*/
void EXTI_GPIO_Init(void)
{EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);                             // 外部中断，需要使能AFIO时钟/* GPIOC.6 中断线以及中断初始化配置 */GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource6);                      // 选定外部中断端口为GPIOC，选中外部中断引脚为GPIO_Pin_6EXTI_InitStructure.EXTI_Line    = EXTI_Line6;                                   // 选中中断/事件线为EXTI6EXTI_InitStructure.EXTI_Mode    = EXTI_Mode_Interrupt;                          // EXTI模式为中断模式EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;                         // 下降沿触发EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                                       // EXTI 使能EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);                                                 // 根据EXTI_InitStruct中指定的参数初始化外设EXTI寄存器NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = EXTI9_5_IRQn;            // 使能按键所在的外部中断通道，可选值EXTI0_IRQn ~ EXTI4_IRQn、EXTI9_5_IRQn、EXTI15_10_IRQnNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;                    // 抢占优先级2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0x02;                    // 子优先级2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;                  // 使能外部中断通道NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);                                                 // 根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器
}

0x002、中断函数

/*** @brief  GPIOC_PIN6外部中断函数* @param  None* @retval None*/
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line6) != RESET)        // 确保是否产生了EXTI Line中断{if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_10) == 0){GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);}else{GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_10);}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line6);          // 清除EXTI6线路挂起位}
}