基于HAL库的中断详细学习

只看该作者 · 2024-2-29 18:01

默认的外部中断回调函数

外部中断回调函数HAL_GPIO_EXTI Callback()用于完成具体的中断处理任务。该函数也是HAL库提供的外部中断接口函数数，在stm32f4xx_hal_gpio.c文件中定义。默认的外部中断回调函数添加了weak属性，函数内部没有任何可执行代码，仅仅有一个避免编译器警告的语句：UNUSED(GPIO_Pin)。

默认的外部中断回调函数的代码如程序清单所示。

/*
* @brief EXTI line detection callbacks.
* @param GPIO_Pin Specifes the pins connected EXTI line
* @retval None
*/
_weak void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
/* Prevent unused argument(s) compilation warning */
UNUSED(GPIO_Pin);
/*NOTE:This function Should not be modifed, when the callback is needed,
the HAL_GPIO_EXTI_Callback could be implemented in the user file*/
}

只看该作者 · 2024-2-29 18:02

执行用户编写的外部中断回调函数

用户需要在main.c文件中重新编写外部中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback()，来完成具体的中断处理任务。中断回调函数一般添加在/* USER CODE BEGIN4*/和/* USER CODE END4*/之间。由于所有通过于GPIO引脚触发的外部中断都会调用该回调函数，因此在回调函数内部，需要根据入口参参数GPIO_Pin判断是哪一个GPIO引脚触发的本次外部中断，然后再执行不同的中断处理任务。如果用户设置了多个GPIO引脚产生外部中断，则可以使用switch-case多分支语句进行判断。

外部中断回调函数的示例代码如程序法清单所示。

/* USER CODE BEGIN 4 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
switch(GPIO_Pin)
{
case GPIO_PIN_0: // 引脚 PCO 对应的中断处理任务
/* GPIO_PIN_0 EXTI handling */
break;
case GPIO_PIN_13:
/*GPIO_PIN_13 EXTI handling */ // 引脚 PC13 对应的中断处理任务
break;
case GPIO_PIN_X; // 引脚x对应的中断处理任务
/* GPIO_PIN_X EXTI handling */
break;
……
default:
break;
}
}
/* USER CODE END 4 */

只看该作者 · 2024-2-29 18:02

根据上述的分析，我们可以用下图来更加清晰地展示HAL库的外部中断处理流程。

从下图可以看到，发生外部中断时处理器在中断向量表找到所对应的中断服务程序，在中断服务程序内部调用外部中断通通用处理函数HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler( )，最后再调用外部中断回调函数HAL_GP O_EXTICallback()来完成具体的中断处理任务。

只看该作者 · 2024-2-29 18:02

在HAL库的外部中断处理流程中，外部中断回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback()是放在main.c文件中，作为应用程序的一部分，而它的调用却是由HAL库提供的接口函数触发的，即库函数反过来调用应用层的函类数，因此称为回调函数。

借助CubeMX软件和HAL库，用户的中中断编程步骤大大简化，只需要利用CubeMX软件进行中断的相关配置，包括中断触发条件、中断优先级以及中断使能等，最后在中断回调函数中编写具体的中断处理任务即可。

只看该作者 · 2024-2-29 18:02

外部中断的HAL库定义
由于外部中断主要是利用GPIO引脚实现，因此与外部中断相关的HAL库定义都放在GPIO外设文件中：外部中断的数据类型位于 stm32f4xx_hal_gpio.h文件中，外部中断的接口函数位于 stm32f4xx_hal_gpio.c 文件中。

只看该作者 · 2024-2-29 18:03

外部中断的数据类型
HAL库中与外部中断相关的数据类型主要是外部中断触发方式的定义，这些定义作为引脚初始化数据类型GPIO_InitTypeDef中成员变量Mode增加的定义，用来选择外部中断的触发方式：上升沿触发、下降沿触发或双边沿触发，具体定义如下表所示。

只看该作者 · 2024-2-29 18:03

外部中断的接口函数
HAL库中与外部中断相关的常用接口函数有两个：

1.外部中断通用处理函数(HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler)

GPIO_EXTI IRQHandler()该函数是所有外部中断发生后的通用处理函数。任何一个外部中断发生后，都会通过中断向量表中的外部中断服务程序调用该函数。在函数内部会进行GPIO引脚的判断,并清除对应的中断标志，最后调用外部中断回调函数 HAL_GPIOLEXTI_Callback()完成具体的中断处理任务。具体描述如下表所示：

只看该作者 · 2024-2-29 18:03

外部中断回调函数（HAL_GPIO_EXTI_Calback）

该函数用于执行具体的中断处理任务，即发生中断后应该完成的具体操作。任何一个外部中断发生后，都会调用外部中断回调函数，因此在函数内部需要先判断是哪一个引脚触发的本次外部中断，然后执行具体的中断处理任务。具体描述如下表所示。