STM32单片机中断编程：响应事件的利器，提升嵌入式实时性

# 1. STM32单片机中断机制概述

中断机制是STM32单片机中一种重要的事件响应机制，它允许处理器在执行当前任务时暂停，并响应来自外部或内部事件的请求。中断机制可以极大地提高系统的实时性，并允许处理器同时处理多个任务。

STM32单片机的中断机制分为两类：外部中断和内部中断。外部中断由外部事件触发，例如外部引脚上的电平变化或定时器的溢出。内部中断由内部事件触发，例如数据传输完成或错误检测。

中断机制的处理过程主要包括以下步骤：

1. 中断源产生中断请求信号。
2. 处理器暂停当前任务，并进入中断处理程序。
3. 中断处理程序执行必要的操作，例如读取数据或清除错误标志。
4. 中断处理程序执行完毕，处理器返回到中断前的任务。

# 2. 中断编程基础

### 2.1 中断源和中断优先级

中断源是指触发中断事件的硬件或软件模块。STM32单片机具有丰富的中断源，包括外部中断、定时器中断、串口中断、DMA中断等。

中断优先级用于确定当多个中断同时发生时，哪个中断将优先得到响应。STM32单片机支持多级中断优先级，每个中断源可以分配一个优先级。优先级高的中断将优先响应，而优先级低的中断将被延迟处理。

### 2.2 中断向量表和中断服务函数

中断向量表是一个存储在特定内存地址的函数指针数组。当发生中断时，处理器会根据中断源的编号从中断向量表中获取相应的函数指针，并跳转到该函数执行中断服务函数（ISR）。

ISR是响应特定中断事件的代码段。它负责处理中断事件，并执行必要的操作。ISR通常包含以下内容：

- 保存寄存器上下文
- 处理中断事件
- 恢复寄存器上下文

### 2.3 中断使能和中断屏蔽

为了使中断源能够触发中断，需要对该中断源进行使能。中断使能可以通过设置相应的寄存器位来实现。

为了防止不必要的中断，可以对中断源进行屏蔽。中断屏蔽可以通过设置相应的寄存器位来实现。

// 使能外部中断线0
EXTI->IMR |= EXTI_IMR_MR0;

// 屏蔽定时器2中断
TIM2->DIER &= ~TIM_DIER_UIE;

**参数说明：**

- `EXTI->IMR`：外部中断屏蔽/使能寄存器
- `EXTI_IMR_MR0`：外部中断线0屏蔽/使能位
- `TIM2->DIER`：定时器2中断屏蔽/使能寄存器
- `TIM_DIER_UIE`：定时器2更新中断屏蔽/使能位

**代码逻辑：**

- 第一行代码通过设置 `EXTI->IMR` 寄存器的 `MR0` 位，使能外部中断线0。
- 第二行代码通过清除 `TIM2->DIER` 寄存器的 `UIE` 位，屏蔽定时器2更新中断。

# 3. 中断编程实践

### 3.1 外部中断编程

#### 3.1.1 外部中断的配置和响应

外部中断是STM32单片机上的一种中断源，它可以由外部事件触发，例如按键按下、IO电平变化等。要配置外部中断，需要进行以下步骤：

1. **配置中断源：**确定要使用的外部中断源，并设置相应的寄存器。例如，对于STM32F103系列单片机，外部中断源EXTI0对应于PA0引脚，EXTI1对应于PA1引脚。
2. **设置中断优先级：**设置外部中断的优先级，决定中断响应的顺序。优先级越低，响应越快。
3. **使能中断：**在NVIC（嵌套向量中断控制器）中使能外部中断，允许中断发生时触发中断服务函数。

当外部中断发生时，单片机会执行以下操作：

1. **保存当前程序上下文：**保存当前程序计数器（PC）、程序状态字（PSR）和寄存器值。
2. **跳转到中断服务函数：**根据中断向量表中的地址跳转到相应的中断服务函数。
3. **执行中断服务函数：**执行中