一、中断

中断的概念我在51篇已经有整理过了，这次就不再详细描述了，只介绍在STM32中的中断相关内容。

1.Cortex-M3的中断

其中断的框架是由内核设计者ARM公司设计的，设计了256个，很多型号的芯片由于资源不够，是用不了那么多个中断的，例如F1型号的芯片最多70多个中断，而在本次MINI开发板上的芯片，大概只有40多个。

2.中断有哪些

这是F1系列芯片的中断表。可以看到，分为系统异常和外部中断，系统异常是由CPU内核产生的，而外部中断是由外设产生的，在效果上两者是一样的，通常统一称为中断。

在表上还有一点需要注意的，优先级类型，固定则代表其不能修改，而可编程就代表可以利用我们下面要讲到的NVIC去配置。

3.中断优先级

STM32的中断优先级分为抢占优先级和子优先级。每个中断都要指定这两种优先级。

抢占优先级决定的是中断嵌套，例如抢占优先级高的中断可以中断抢占优先级低的中断。
子优先级决定的是响应顺序，即两个中断同时产生，子优先级高的先执行。

优先级的指定或者说配置是通过NVIC中断控制器。

4.GPIO中断

对于GPIO中断来说，除了NVIC之外，还有EXTI也是来控制它的。(下图EXIT打错了)

中断的原理图如下：

可以看到，GPIO的中断需要先通过EXTI，再到NVIC。
EXTI分为外部中断以及事件控制器，其中外部中断就是我们常见的，中断出现后，执行我们自定义的函数。而事件控制器则不需要我们自定义函数，当中断出现后，会自动联动其他外设做指定的事，例如可以是：中断出现后，自动进行ADC采集，这部分的代码是不需要我们自己编写的，而且由于它是自动处理的，它的响应速度会更快。

在原理图中我们还注意到，PA0 ~ PG0是通过同一个AFIO，最后通过EXTI0的。这代表它们是处于同一条中断线，即当出现中断时，我们并不能区分是PA0 ~ PG0中的哪一个，因此，在编程中我们要避开这种情况，当PA0做中断引脚时，其他的第0口不能作为中断源。

5.使用STM32CubeMX创建一个简单的按键中断程序

作为初学者，我们应该学会如何用STM32CubeMX去配置一个带有中断的程序。这里我们创建一个程序，当按下按键时产生中断，从而控制开发板的LED亮灭。

①将PA0口设置为GPIO_EXIT0

前面我们已经知道，按键对应的GPIO口是PA0口，所以这里我们将PA0口设置为中断模式。

②设置触发方式

因为开发板上的按键默认是高电平，所以我们配置为下降沿触发（Falling），即当我们按下按键后触发中断。

③配置NVIC

在NVIC中，我们首先需要开启中断使能。同时我们也可以在后面设置优先级。
然后是点击Code generation，跳转到下面示意图，勾选生成代码方框。

④生成代码

最后点击生成代码。

⑤编写代码实现功能

首先我们在startup_stm32f103xb.s汇编文件中，找到EXTI0的中断处理函数名，接着右键点击跳转到函数的定义。

可以看到里面有一个HAL库的处理函数，我们再次跳转。

HAL库的函数表明，当中断到来时，会自动判断是否是该中断引脚，若是，则清除中断标志，然后调用回调函数，我们需要做的，就是编写回调函数，在其中实现我们的功能。

在该HAL库函数定义的下方，我们可以看到回调函数的定义，回调函数是一个弱函数，因此我们要自己编写它。因为本次中断与GPIO有关，所以我们将回调函数写在gpio.c文件里。

对回调函数的编写结果如下，先判断按下的是哪个按键，因为PA0,PB0…都能够进入该中断，并且用key_flag来做标志位，使每次按下按键时，灯的亮灭状态翻转。

同时我们编写函数来在主函数调用，返回key_flag的值。注意该函数需要在头文件中进行声明。

最后是在主函数中实现。

注：
1.中断函数里不要进行复杂操作。
2.对两种优先级的分配并不是随便设置的，还需要在NVIC里通过Priority Group对两种优先级的控制位数进行分组，总共只有4位，例如这里是给前面的抢占优先级分配了4位，所以就没有给子优先级的分配位数了。这样，我们就可以对抢占优先级设置2的4次方，即16级，而对子优先级就设置不了。如果我们给抢占优先级分配了2位，则自动给子优先级分配2位，这样每种优先级都能设置4级。

二、串口

这里同样在51单片机篇已经介绍过了。

1.同步/异步通信

在异步通信中，我们需要指定波特率，在同步中则不用。同步通信的协议有例如I2C、SPI，它们需要通信双方连接时钟线，这里两种协议也是需要重点掌握的，后面学习到再整理。

2.串口电平

像我们平常的学习过程中，单片机通常和我们的模块距离很近，这时候我们选择TTL电平即可进行单片机与模块间的通信，例如本次实验与WIFI模块。
而在实际工程中，有时候会遇到单片机与模块间的距离较远，这时候只使用TTL电平就会干扰很大，因为远距离传输会使信号衰减，选用TTL电平会导致我们对高低电平的识别出现差错。因此需要转换成其他电平。

3.串口的连接和时序

一般串口之间的连接有3个引脚就足够了，要注意的是Tx和Rx必须交叉连线。

串口传输一帧数据即一个字节的示意图如下，与51单片机篇一样：
默认状态是高电平，当变为低电平时，进入到开始位。最后传输结束时又将电平拉高，进入默认状态。

在本开发板上串口的作用主要有两个：一是单片机与单片机的通信，二是做调试用，需要将TTL电平转换USB电平。

4.使用CubeMX创建一个简单的调试打印程序

这里与51单片机不同的是，我们可以不选用中断。有一个原因是在本程序中我们只需要单片机向电脑发送数据而已，并不需要向单片机发送程序，在下一个有关接收的程序则会用到中断。
开发板的串口1是用来调试打印的，因此我们对串口1进行配置。

①将串口1设置为“异步通信”

②配置波特率等参数

我们可以在Configuration里配置串口的波特率、数据位数、奇偶校验位和停止位，还可以在高级选项中设置数据的方向，例如可以只接收不发送，只发送不接收，当然，默认情况下我们是选择双向。

③编写代码

配置后即可生成代码。
HAL库中同样也有关于串口发送接收的函数。例如：

可以看到这个发送函数还有DMA的以及IT（中断）的类型。
DMA即不用经过CPU处理，直接利用DMA将数据从某个点传送到另一个点，后面会学到。
IT则是带有中断处理函数的，用中断方式进行传输，在下一个程序会用到。
Transmit函数的使用很不方便，需要的参数比较多。当我们需要打印出多行内容时，很繁琐，因此这里我们用重定向打印函数来打印内容，具体方式见学习手册。
具体操作就是将下列函数放在uart.c文件中，并且加上<stdio.h>头文件。然后我们就可以在主函数中直接使用printf和scanf来处理内容。
注：函数中的参数&huart1代表该方式仅应用于串口1。


最终我们直接在主函数里使用printf函数，并用**串口助手
**类型的软件，显示出内容即可。

5.使用CubeMX创建一个带有中断的串口程序

这里我们编写一个程序，将单片机与WIFI模块进行连接，然后简单的向WIFI模块发送AT指令，并且单片机接收到WIFI模块返回的数据并且打印出来。
开发板的串口2是用来和外部模块通信的。

①将串口2设置“异步通信”并配置中断

设置成异步通信方式与上一个程序同理，而配置中断则和按键的中断配置一样。

②编写代码

与GPIO中断一样，串口中断后一样是进入回调函数。
第一步：使用Receive_IT函数来等待接收串口2的数据，并保存在rx_data中。

第二步：当接收到数据时，会自动进入中断程序，最终来到回调函数，所以我们要编写回调函数。
这里我们将接收到的数据存储在buf数组中，并且再次调用Receive_IT函数等待下一次数据的到来。

第三步：再将buf数组中的数据读取，并最终打印出来。

下面的函数是写在主函数里的。

注：这里还有几点需要注意的。
1.我们还需要在上电之后给WIFI模块发送AT指令，WIFI模块才会返回信息到单片机；


2.每次打印出内容后，我们需要清除buf，因为buf里存储了上一次的数据，在我们进行下一次循环时，如果不进行清除，会再次读取buf中保存的上一次接收的数据，并再次打印出来，最终显示的结果会是一直进行打印；
3.连接示意图如下：

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