1. 外部中斷概述

為什么用外部中斷？
當按鍵按下時，CPU 無需輪詢檢測引腳狀態，而是通過中斷機制立即響應，提高效率，適用于實時性要求高的場景。

關鍵概念

• EXTI (External Interrupt/Event Controller)：STM32 的外設，負責管理外部中斷/事件。
• NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller)：管理中斷優先級和使能。
• GPIO 與 EXTI 的映射：每個 GPIO 引腳對應特定的 EXTI 線（如 PA0、PB0 共用 EXTI0）。

2. 準備工作

• 硬件：STM32 開發板（如 STM32F103C8T6）、按鍵電路（接 GPIO 引腳，如 PA0，按下時拉低/拉高）。
• 軟件：STM32CubeMX、Keil MDK 或 IDE。
• 按鍵消抖：硬件消抖（電容電阻）或軟件消抖（延時檢測）。

3. STM32CubeMX 配置

步驟 1：創建工程

1. 打開 CubeMX → 新建工程 → 選擇你的 STM32 型號。

步驟 2：配置 GPIO 為外部中斷模式

1. 找到按鍵連接的 GPIO 引腳（如 PA0）。
2. 設置 GPIO Mode 為 External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger（根據按鍵電路選擇觸發邊沿，如下降沿觸發 Falling Edge）。

步驟 3：配置 NVIC

1. 在 NVIC 標簽頁中，使能對應的 EXTI 中斷（如 EXTI line0 interrupt）。
2. 設置優先級（默認優先級即可，復雜項目需調整）。

步驟 4：生成代碼

1. Project → Generate Code → 選擇 IDE 生成代碼。

4. 代碼編寫

關鍵函數解析

• 中斷服務函數：EXTI0_IRQHandler()（自動生成，無需修改，調用 HAL 庫處理函數）。
• 回調函數：HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)，用戶在此編寫中斷邏輯。

示例代碼

// 在 main.c 中重寫回調函數
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {if (GPIO_Pin == KEY_PIN) {  // KEY_PIN 需替換為你的引腳（如 GPIO_PIN_0）// 簡單消抖：延時檢測電平是否穩定HAL_Delay(10);  // 注意：中斷內慎用延時，實際項目建議用標記位+主循環處理if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY_GPIO_Port, KEY_PIN) == GPIO_PIN_RESET) {// 執行按鍵操作，如翻轉 LEDHAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_PIN);}}
}

優化建議

• 避免在中斷內使用延時：改用全局變量標記按鍵狀態，在主循環中處理。

  volatile uint8_t key_pressed = 0;  // 中斷內修改，主循環檢測void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) {if (GPIO_Pin == KEY_PIN) {key_pressed = 1;  // 標記按鍵按下}
  }// 主循環中處理
  while (1) {if (key_pressed) {HAL_Delay(50);  // 消抖if (HAL_GPIO_ReadPin(...)) {// 執行操作}key_pressed = 0;}
  }
  

5. 關鍵注意事項

1. GPIO 與 EXTI 線映射：PA0、PB0 等共用 EXTI0，同一時間只能有一個 GPIO 使用 EXTI0。
2. 中斷優先級：若系統中有多個中斷，需合理配置 NVIC 優先級。
3. 消抖處理：機械按鍵需消抖，防止誤觸發。
4. 中斷函數簡潔性：避免在中斷內執行耗時操作（如 printf）。

6. 測試與驗證

• 現象：按下按鍵時，LED 狀態翻轉。
• 調試技巧：
  • 在回調函數內設置斷點，觀察是否觸發。
  • 使用邏輯分析儀或示波器監測引腳電平變化。

7. 常見問題

• 中斷不觸發：
  • 檢查 GPIO 配置模式和觸發邊沿。
  • 確認 NVIC 中中斷已使能。
  • 檢查硬件連接（按鍵是否接觸良好）。
• 按鍵多次觸發：未消抖或觸發邊沿設置錯誤。

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總結

通過外部中斷實現按鍵檢測，能顯著提升系統實時性。掌握 CubeMX 配置和 HAL 庫回調機制后，可擴展至其他外部事件（如傳感器信號、通信事件）。進階學習可探索中斷嵌套、事件模式等。