ARM. Учебный курс. Внешние прерывания

ARM. Учебный курс 25 комментариев

Внешние прерывания активизируются по изменению логического уровня на ноге контроллера. Удобно для обработки срочных событий от внешней периферии, иногда на них делают обработку кнопок. Т.к. они могут будить контроллер из глубокой спячки.
 

У STM32 за внешние прерывания отвечает EXTI контроллер. Его основные возможности:
 

До 20 линий прерываний (в реальности несколько меньше, зависит от контроллера)
Независимая работа со всеми линиями. Каждой линии присвоен собственный статусный бит в спец регистре
Улавливает импульсы длительность которых ниже меньше периода частоты APB2
 

EXTI Может генерировать:

  • Прерывания — это когда происходит переход на обработчик
  • События — когда обработчик не вызывается, просто поднимается флажок. Может разбудить проц или пнуть какую периферию, АЦП, например.
  • Софтверные прерывания — то же самое, что и обычные прерывания, но мы их вызываем вручную, записью бита в регистр.

 

Сама структура связи EXTI следующая:
 


 

Т.е. у нас есть 16 EXTI линий к которым мы можем подключать выводы порта. Причем группируются они по номерам пинов. Т.е. мы не можем на разные прерывания навесить, например, PA0 и PB0 либо одно, либо другое. Придется выбирать. Мультиплексоры управляются из группы регистров AFIO_EXTICR*.
 

Кстати, интересный факт. Даташит утверждает следующее:
 

8.4 Note: To read/write the AFIO_EVCR, AFIO_MAPR and AFIO_EXTICRx registers, the AFIO clock should first be enabled. Refer to Section 6.3.7: APB2 peripheral clock enable register (RCC_APB2ENR).

 

Т.е. для записи в регистры AFIO_EXTICRx должно быть включено тактирование AFIO. Проверил без него — все работает, значения записываются, прерывания работают. Может я где то ошибся? Прогнал под JTAG в Keil — нет, AFIO CLOCK Disabled, а все работает. Странно.
 

Но после выяснилось, что без включения AFIO мультиплексоры не работают. Т.е. сигнал будет передаваться ТОЛЬКО от порта А, т.к. это дефолтное значение мультиплексоров. Причем вне зависимости от того, что вы там себе настроили в программе. Прикиньте какие грабли! Забыл включить AFIO и привет! Ладно бы прерывания тупо не работали, а они будут работать, но совсем не от того вывода который вы выставили. А если там что-то дрыгается, то прерывание у вас срабатывать будет, но совсем не тогда, когда вы ждете. Попробуйте выловить такую фигню!
Так что AFIO надо включать до выбора канала мультиплексора! У меня же все работало потому, что выбранные линии порта совпали с портом А, стоящим по умолчанию. ВСЕГДА затактирывайте AFIO если используете альтернативные функции портов, избежите кучи глюков.
 

Есть еще четыре EXTI линии которые подключены не к GPIO, а к разной периферии.
● EXTI 16 — PVD выход
● EXTI 17 — событие от RTC Alarm
● EXTI 18 — событие от USB Wakeup
● EXTI 19 — событие от Ethernet Wakeup (там где есть эзернет на борту)
 

▌Конфигурация и регистры

AFIO_EXTICR* — выбор вывода.
Сначало надо выбрать в AFIO какой канал у нас к чему подключен. За это отвечает группа регистров AFIO_EXTICR* их там 4 штуки. Вот структура первого:
Т.е. у нас тут типичный мультиплексор. В первом регистре первые 4 канала EXTI, во втором регистре (AFIO_EXTICR2) следующая четверка и так до 16го. Мы просто выбираем на какой канал какой порт будет подцеплен. Т.е. чтобы, например, повесить прерывание на PD2 надо в EXTI2 (биты с 8 по 11) записать 0011. Ногу выбрали, дальше приступаем к настройке непосредственно прерываний.
 


EXTI_IMR — Регистр масок прерываний. Единичка в этом регистре в соответствующем бите разрешает прерывание на соответствующий канал EXTI. После сброса там нули. Т.е. все прерывания внешние локально запрещены.
 


EXTI_EMR — Регистр масок событий. Единичка тут разрешает событие на канал. События отличается от прерывания тем, что контроллер только сигнализирует о нем, но никуда, ни по какому вектору, не бежит выполнять код. Еще события умеют чуять некоторые периферийные устройства.
 



EXTI_RTSR и EXTI_FTSR — Регистры определяющие когда срабатывать. По какому фронту? Единичка в EXTI_RTSR даст событие по восходящему фронту, а единичка в EXTI_FTSR по спадающему. Можно поставить оба бита и ловить прерывание на подъеме и спаде.
 


EXTI_SWIER — Регистр софтверного запуска прерывания.
Т.е. если нам надо вручную, принудительно, его запустить, то надо сюда записать в конкретный бит. Записываем в EXTI_SWIER 1 и у нас вскакивает бит в EXTI_PR, а контроллер генерирует событие и, если разрешено, уходит на прерывание.
 


EXTI_PR — Ну и бит собственно флажка события, по которому происходит вызов прерывания. Обратите внимание на обозначение обращения с ним — rc_w1. Это следует читать как read/clear = write 1. Т.е. мы этот бит можем читать, а чтобы его сбросить надо в него записать единичку. Как на AVR прям :) При переходе в прерывание его надо сбрасывать вручную! Иначе на выходе с прерывания будет «и снова здравствуйте!».
 

Теперь покажу пример кода работы с прерыванием. Отдельный пример создавать мне лень, возьму кусок кода из прошлого примера про NVIC там как раз были внешние прерывания:
 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145

#include "stm32f10x.h"
#define F_CPU 72000000UL
 
void Delay( uint16_t Val);
 
// Обработчик EXTI 1
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
 
// Делаем что-то в прерывании
uint32_t	i;
 for(i=0;i!`;i++)
	{
	GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BS0;		// Сбросили бит.
	Delay(55560);
	GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BR0;		// Установили бит.
	Delay(55560);
	}
 
// Сбрасываем флаг прерывания
// Обратите внимание как сбрасывается флаг прерывания! Единичкой!
// Т.е. тут даже OR не надо, можно просто в это место загнать 1.  Нуль роли не играет. 
// Очень удобно :)
EXTI->PR |= EXTI_PR_PR1;
}
 
 
// Обработчик EXTI 2
void EXTI2_IRQHandler(void)
{
 
// Делаем что-то в прерывании
uint32_t	i;
 
for(i=0;i!`;i++)
	{
	GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BS1;		// Сбросили бит.
	Delay(55560);
	GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BR1;		// Установили бит.
	Delay(55560);
	}
 
// Сбрасываем флаг прерывания
EXTI->PR |= EXTI_PR_PR2;
} 
 
int main(void)
{
// Запускаем конфигуратор тактовой частоты из CMSIS
SystemInit();
 
 
 
// Тут стандартная настройка портов. Нам же кнопочки почуять, диодиками поморгать. 
// Подаем тактирование на порт А, В. Надо  AFIO затактировать. Иначе будет трудно уловимый глюк! 
// Прерывания работать будут, но все будут вести на Порт А вне зависимости от настроек мультиплексоров.
RCC->APB2ENR 	|= RCC_APB2ENR_IOPAEN | RCC_APB2ENR_IOPBEN | RCC_APB2ENR_AFIOEN;	
 
// Настройка выходных портов. Те, что на светодиоды.
// Конфигурируем CRL регистры. 
// Сбрасываем биты CNF для битов 3,4,5. Режим 00 - Push-Pull 
GPIOB->CRL	&= ~(GPIO_CRL_CNF5 | GPIO_CRL_CNF1 | GPIO_CRL_CNF0);	
 
// Выставляем режим для 0,1,5 пина. Режим MODE 01 = Max Speed 10MHz Ставим нулевой бит	MODE
GPIOB->CRL	&= ~(GPIO_CRL_MODE5 | GPIO_CRL_MODE1 | GPIO_CRL_MODE0);  	// Занулим заранее
GPIOB->CRL 	|= GPIO_CRL_MODE5_0 | GPIO_CRL_MODE1_0 | GPIO_CRL_MODE0_0;	// Выставим бит 0 
 
 
// Настройка входных портов. Те что на кнопки. 
// Конфигурируем CRL регистры. 
// Выставляем режим порта в CNF для битов 1,2 Режим 10 = PullUp(Down) Ставим первый бит CRL
GPIOA->CRL	&= ~(GPIO_CRL_CNF1 | GPIO_CRL_CNF2);	   				// Занулим заранее
GPIOA->CRL 	|= GPIO_CRL_CNF1_1 | GPIO_CRL_CNF2_1;				  	// Выставим бит 1
 
// Выставляем режим для 1,2 пина. Режим MODE_00 = Input
GPIOA->CRL	&= ~(GPIO_CRL_MODE1 | GPIO_CRL_MODE2);	
 
// Установили бит 1,2 в ODR включив PULL UP.
GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS2 | GPIO_BSRR_BS1;		
 
 
// Вот тут самая мякотка. Настройка, собственно, прерываний :) 
// Настраиваем EXTI1 и EXTI2  на выводы порта А. Они в первом регистре оба. А регистры в виде массива описаны в CMSIS
// Тут еще одна засада. Регистры EXTICR сгруппированы в массив, а массив считается с нуля. Т.е. первый EXTICR регистр в 0 ячейке
// второй регистр в первой, третий во 2. Со сдвигом короче. Вот чего бы их, как принято у программистов, не обзывать с нуля?
AFIO->EXTICR[0] 	|= AFIO_EXTICR1_EXTI1_PA | AFIO_EXTICR1_EXTI2_PA ;
 
// Прерывание по падению уровня на ноге 1 и 2 порта привязанного к EXTI
EXTI->FTSR 	|=(EXTI_FTSR_TR1 | EXTI_FTSR_TR2);
 
 
// Функции CMSIS разрешающие прерывания в NVIC 
NVIC_EnableIRQ (EXTI1_IRQn);
NVIC_EnableIRQ (EXTI2_IRQn);
 
//Расставляем приоритеты (опционально, можно закомментить и тогда приоритеты будут равны)
NVIC_SetPriority (EXTI2_IRQn, 2);
 
// Разрешаем прерывания в периферии
EXTI->IMR |=(EXTI_IMR_MR1 | EXTI_IMR_MR2);
 
// Разрешаем глобальные прерывания
__enable_irq ();
 
 
//Фоновая программа
while(1)
	{
	GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BR5;		// Сбросили бит.
	Delay(55560);
	GPIOB->BSRR = GPIO_BSRR_BS5;		// Установили бит.
	Delay(55560);
	}
}
 
/* Тупая задержка */
void Delay(uint16_t Val) 
{
for( ; Val != 0; Val--) 
  		{
		look = Val;
		__nop();
  		}
}
 
 
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{ 
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %drn", file, line) */
 
  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#endif

 

Вот, собственно, и все. Ничего сложного.

25 thoughts on “ARM. Учебный курс. Внешние прерывания”

    1. А есть какие то непонятки? Пример подключения и настройки у меня где то был. А дальше обычная работа. Точки останова, ватчи в память и прочее.

      Ответить

  3. Спасибо за статью. Мне как новичку очень помогло для более быстрого понимания сабжа. Только вот наступил на грабли (а как без них). При выключенном тактировании AFIO мультиплексоры не будут переключаться, поэтому обрабатывать мы будем всегда только порт PА по умолчанию, не зависимо от того, что записали в AFIO_EXTICR*

    Ответить

    1. Во! А я сидел и думал, каким боком тут AFIO — вроде альтернативные функции задействованы, но включай я AFIO — не включай — все работает. Поэтому я решил, что оно там почему-то нафиг не нужно. А так совпало, что все инты у меня на порту А висели. А проверить переключаются ли мульты я не догадался. Спасибо! Дополнил статью.

      Ответить

  5. Все разобрался. Достаточно посмотреть на схему и все становится ясно. Флагов здесь никаких нет. При принятии фронта или использованием регистра SWIER и установленном бите в регистре EMR генератор импульсов генерирует наше событие.

    Ответить

  6. Опечатка в примере — EXTICR1 соответствует нулевому элементу массива. Должно быть:
    AFIO->EXTICR[0] |= AFIO_EXTICR1_EXTI1_PA | AFIO_EXTICR1_EXTI2_PA ;

    Ответить

      1. Это не показатель, пользователь dev совершенно прав.
        AFIO->EXTICR[0] |= AFIO_EXTICR1_EXTI1_PA | AFIO_EXTICR1_EXTI2_PA ;
        или AFIO->EXTICR[2>>0x02] |= AFIO_EXTICR1_EXTI1_PA | AFIO_EXTICR1_EXTI2_PA ;

        Ответить

  7. Здравствуйте!
    У меня такой вопрос: в таблице прерываний на 5-9 прерывания у нас один общий вектор. При этом в регистре разрешения внешних прерываний IMR, можно разрешить и 5 и 6 и 9 прерывания по отдельности.
    Как решить вопрос с различными обработчиками для одного вектора? может он там флаги смотрит? Или на один вектор один обработчик, а внутри него уже ручками через switch-case?

    Ответить

  8. Для того чтобы сделать usb нужно искать мк с поддержкой usb или это функция отдельного чипа с которым будет общаться основной мк? (Что искать то, куда смотреть)

    Ответить

    1. Нашел на сайте atmel информацию, в общем можно и так и так, либо чип с поддержкой либо uart usb чип юзать

      Ответить

  9. Похоже, в свежую CMSIS внесли изменения, и теперь надо писать EXTICR[0] … EXTICR[3] вместо EXTICR1 … EXTICR3
    Возможно стоит упомянуть в статье об этом, а то у новичков будут плавиться мозги))

    Ответить

  10. Теперь окончательно разобрался. Ди, у тебя реально ошибка в коде.
    AFIO->EXTICR[1] |= AFIO_EXTICR1_EXTI1_PA | AFIO_EXTICR1_EXTI2_PA — это неправильно.
    Элементы массива EXTICR структуры AFIO нумеруются начиная с нуля, а вот в CMSIS-овских дефайнах типа AFIO_EXTICR1_EXTI1_PA цифра после EXTICR нумеруется начиная с 1.

    Ответить

  11. Почему сброс флага прерывания Вы делаете в конце обработчика? Я сделал как Вы и у меня обработчик на одно событие вызывается дважды.

    void EXTI0_IRQHandler(void) {
    GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13; //делаем что-то полезное…
    EXTI->PR |= EXTI_PR_PR0; //сброс флага события
    }

    А когда сначала сброс флага, а потом полезная работа, то фсьо норм. Обработчик вызывается как и положено один раз на событие.

    void EXTI1_IRQHandler(void) {
    EXTI->PR |= EXTI_PR_PR1; //сброс флага события
    GPIOC->ODR ^= GPIO_ODR_ODR13; //делаем что-то полезное…
    }
    И ещо. При отладке.
    Когда сброс флага стоит в конце, и на него поставить точку останова, а потом сделать щаг (F11) с выходом, то второй раз обработчик уже не вызывается. Магия!

    Ответить

    1. А не может у вас второе прерывание прийти когда вы еще первое не обработали? Изза дребезга или еще чего подобного.

      Ответить

      1. Пожалуй нет. При програмном запуске (используя SWIER, или через смену подтяжки через ODR) — те же яйца.

        Ответить

  12. Я то же долго мучился пока не стал в начале обработчика флаг сбрасывать. Хоть я точно знаю там всего приходит один импульс. Так как его посылает другое устройство, и я еще посмотрел осциллографом

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.