【遙控器開發(fā)基礎(chǔ)教程2】瘋殼·開源編隊無人機-中斷（按鍵檢測）

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COCOFLY教程

——瘋殼·無人機·系列

中斷（按鍵檢測）

圖1


一、輕觸按鍵

1.1輕觸按鍵簡介
輕觸按鍵是眾多按鍵中的一款產(chǎn)品，它其實相當(dāng)于是一種電子開關(guān)，只要輕輕的按下按鍵就可以把開關(guān)接通，松開時把開關(guān)斷開。輕觸按鍵由于微動開關(guān)的特性以及體積小、質(zhì)量輕的優(yōu)勢在家用電器方面得到了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用場景有： 電視機按鍵、遙控器按鍵、電腦按鍵、鍵盤按鍵、顯示器按鍵、照明按鍵等，如下圖所示。


圖2
1.2輕觸按鍵原理
以四腳輕觸按鍵示例，四腳輕觸開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。


圖3

這種開關(guān)的工作原理，其實和普通按鈕開 關(guān)的工作原理差不多，由常開觸點、常閉觸點組合而成，在四腳輕觸開關(guān)中，常開觸點的作用，就是當(dāng)壓力向常開觸點施壓時，這個電路就呈現(xiàn)接通狀態(tài)；當(dāng)撤銷這種壓力的時候，就恢復(fù)到了原始的常閉觸點，也就是所謂的斷開。這個施壓的力，就是用我們的手去開按鈕、關(guān)按鈕的動作。
二、中斷
2.1中斷簡介
由于發(fā)生了某種隨機的事件(外部或內(nèi)部)，引起單片機暫時中斷正在運行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段特殊的服務(wù)程序(中斷服務(wù)子程序或中斷處理程序)，以處理該事件，該事件處理完后又返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行，這一過程就稱為中斷， 引發(fā)中斷地稱為中斷源。比如：看電視時突然門鈴響，那么門鈴響就相當(dāng)于中斷源。有些中斷還能夠被其他高優(yōu)先級的中斷所中斷，那么這種情況又叫做中斷的嵌套。由于單片機中中斷眾多，我們這里主要講外部中斷。
STM32F103 的每個 GPIO 引腳都可以作為外部中斷的中斷輸入口，每個中斷都設(shè)有狀態(tài)位，每個中斷/事件都有獨立的觸發(fā)和屏蔽設(shè)置。STM32 的外部中斷線及其對應(yīng)事件為：
（1）Line0~15:對應(yīng)外部 IO 口的輸入中斷；
（2）Line16：連接到 PVD 輸出；
（3）Line17：連接到 RTC 鬧鈴事件；
（4）Line18：連接到 USB 喚醒事件；
（5）Line19：連接到以太網(wǎng)喚醒事件。
這里我們使用到 Line0~15 的 GPIO 輸入中斷，這里的 0~15 分別對應(yīng)每組GPIO 引腳的 0~15。如下表所示為管腳所對應(yīng)的中斷線以及對應(yīng)的中斷服務(wù)函數(shù)名稱。



表1
2.2中斷優(yōu)先級管理
當(dāng)配置了多個中斷后，如果同一時間多個中斷觸發(fā)怎么辦？誰先執(zhí)行誰后執(zhí)行？在 STM32 中有一套專門用于處理中斷優(yōu)先級的問題的機制，叫中斷分組機制。分組配置在寄存器 SCB->AIRCR 中。如下表所示。


表2
組 0 就是 4 位都用來設(shè)置成響應(yīng)優(yōu)先級，2^4=16 位都是響應(yīng)優(yōu)先級；
組 1 分為（2^1） 兩個搶占優(yōu)先級，在這兩個搶占優(yōu)先級里面還分別有（2^3） 八個響應(yīng)優(yōu)先級，（2^1） *  （2^3） =16；
組 2 分為（2^2） 四個搶占優(yōu)先級，在這四個搶占優(yōu)先級里面還分別有（2^2） 四個響應(yīng)優(yōu)先級，（2^2） *  （2^2） =16；
組 3 分為（2^3）八個搶占優(yōu)先級，在這八個搶占優(yōu)先級里面還分別有（2^1） 兩個響應(yīng)優(yōu)先級，（2^3）*（2^1） =16；
組 4 分為（2^4）十六個都是搶占優(yōu)先級 （2^4） =16；
STM32 的中斷分組常常使用代碼“NVIC_PriorityGroupConfig”，如下示例：
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
該示例代碼設(shè)置 NVIC 中斷分組 2 即 2 位搶占優(yōu)先級，2 位響應(yīng)優(yōu)先級，也就是說可以配置成四個搶占優(yōu)先級，在這四個搶占優(yōu)先級中還可以配置四個響應(yīng)優(yōu)先級。
那么什么又叫做搶占優(yōu)先級，什么叫做響應(yīng)優(yōu)先級呢？主要區(qū)別如下：
（1）搶占優(yōu)先級。搶占優(yōu)先級高的中斷，可以打斷搶占優(yōu)先級低的中斷；
（2）響應(yīng)優(yōu)先級。搶占優(yōu)先級相同的中斷，響應(yīng)優(yōu)先級高的可以優(yōu)先執(zhí)行。
2.3外部中斷的觸發(fā)方式
STM32 觸發(fā)外部中斷的方式主要有三種：


圖4
上升沿觸發(fā)，指的是電平從低電平(“0”)變?yōu)楦唠娖?“1”)的過程，對應(yīng)上圖中的上升時間部分。
下降沿觸發(fā)，指的是電平從高電平(“1”)變?yōu)榈碗娖?“0”)的過程，對應(yīng)上圖中的下降時間部分。
上升沿下降沿觸發(fā)，指的是（1）、（2）兩種情況都會觸發(fā)中斷。
2.4外部中斷常用寄存器
STM32 配置外部中斷的常用寄存器如下：
（1）上升沿觸發(fā)選擇寄存器 (EXTI_RTSR)，該寄存器用于配置中斷 x 線上的中斷是否允許上升沿觸發(fā)。


圖5
TRx：指的是中斷線 x 的上升沿觸發(fā)事件配置位，其中 0 為禁止輸入線上升沿觸發(fā)，1 為允許輸入線上升沿觸發(fā)。
（2）下降沿觸發(fā)選擇寄存器 (EXTI_FTSR)，該寄存器用于配置中斷 x 線上的中斷是否允許下降沿觸發(fā)。


圖6
TRx：指的是中斷線 x 的下降沿觸發(fā)事件配置位，其中 0 為禁止輸入線下降沿觸發(fā)，1 為允許輸入線下降沿觸發(fā)。

2.5中斷實驗
本節(jié)實驗的內(nèi)容是使用遙控手柄上的左搖桿的按鍵對遙控上的指示燈進(jìn)行控制，這里把左搖桿按鍵的 GPIO 配置外部中斷的下降沿觸發(fā)的方式，一旦觸發(fā)則把遙控器指示燈的狀態(tài)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，即原本為亮則滅，原本為滅則亮。
遙控器的左搖桿按鍵如下圖所示。


圖7

查看原理圖，可知左搖桿的按鍵對應(yīng) PB9，如下圖所示。



圖8
LED 的配置可以參考遙控器開發(fā)基礎(chǔ)教程《GPIO》一節(jié)。整體的編寫代碼的思路如下表所示：
代碼思路



表3
按照代碼思路，編寫代碼（通過調(diào)用官方庫），對搖桿左按鍵配置外部中斷的代碼如下圖所示：


圖9
中斷服務(wù)函數(shù)的邏輯處理如下圖所示。


圖10

保存、編譯、下載，連續(xù)按下左按鍵，就可以看到遙控手柄的四個 LED 指示燈執(zhí)行熄滅與點亮，如下圖所示。


圖11





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2022-7-25 10:43 上傳

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