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STM32学习手记(5):数据的保存与毁灭!（二）

三、外部引脚中断使用

　　这里描述的仅仅只是诸多可能性中的一种，并不表示以下内容全部正确，因为Contex的中断和8位单片机的相比，真的是太复杂了。

　　我想要实现的功能

　　PD0，PD1，PD2作为输入管脚，使用它们的下降沿触发，分别令PD8，PD9，PD10管脚上的电平取反。

　　实现的过程

　　（1）管脚配置：这个不复杂，分别把PD0…PD2配置成Float Input，将PD8…PD10配置成推挽输出即可，这里不再写出源代码。

　　（2）外部中断线配置：

　　这里需要说明，在STM32内部有19条外部中断线，但是它们并不完全确定连接到哪些位置。其中EXTI0线可以和以下这些引脚连接：

　　

　　其他的就不一一列举了，16条线分别可能和一组I/O中的16条引线连接在一起。这是通过EXTIO［3:0］这组寄存器来设置的。那么用STM32的库编程的话，库函数是什么，在什么位置呢？（以 3.1.2库为例）

　　设置管脚与中断线连接的函数不在stm 32f10x_exti.c中，而是在stm 32f10x_gpio.c中。

　　void GPIO_EXTILineConfig（uint8_t GPIO_PortSource， uint8_t GPIO_PinSource）

　　{……

　　}

　　参数是两个字节型变量，分别指定端口，及端口中指定的管脚，这些当然也是有预定义的。这些预定义在stm 32f10x_gpio.h头文件中。

　　下面给出的例子：

　　/*把PORTD 0，1，2三条引脚与EXT0，1，2分别相连*/

　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOD， GPIO_PinSource0） ;

　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOD， GPIO_PinSource1） ;

　　GPIO_EXTILineConfig（GPIO_PortSourceGPIOD， GPIO_PinSource2） ;

　　看了例子，如果要配置其他的管脚，应该可以依葫芦画瓢了。

　　

　　这样19条外中断线就清楚了。

　　（3）对EXTI各引线如何中断进行设置

　　这些先直接给出代码：

　　void Exti_Config（void）

　　{ EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

　　EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2;

　　//哪些线将被配置

　　EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

　　//中断模式还是事件模式

　　/*typedef enum

　　{

　　EXTI_Mode_Interrupt = 0x00，

　　EXTI_Mode_Event = 0x04

　　}EXTIMode_TypeDef;

　　*/

　　EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发

　　/*typedef enum

　　{

　　EXTI_Trigger_Rising = 0x08，

　　EXTI_Trigger_Falling = 0x 0C，

　　EXTI_Trigger_Rising_Falling = 0x10

　　}EXTITrigger_TypeDef;

　　可见，可选的模式有3种：上升沿触发、下降沿触发、上升沿和下降沿均触发

　　*/

　　EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能

　　如果没有这行，那么设置就无法进行了，看一看XTI_Init的代码：

　　void EXTI_Init（EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct）

　　{

　　……

　　if （EXTI_InitStruct-》EXTI_LineCmd ！= DISABLE）

　　{……各种设置都在下面的代码中进行，而执行到的条件是上面那行程序；

　　}

　　*/

　　EXTI_Init（&EXTI_InitStructure）; //初始化中断

　　/*结构中该填写的内容都填写了，执行初始化程序*/

　　EXTI_GenerateSWInterrupt（EXTI_Line0|EXTI_Line1|EXTI_Line2）;

　　/*

　　

　　而EXTI_Line0、EXTI_Line1、EXTI_Line2的定义则在stm 32f10x_exti.h中

　　#define EXTI_Line0 （（uint32_t）0x00001） /*！《 External interrupt line 0 */

　　#define EXTI_Line1 （（uint32_t）0x00002） /*！《 External interrupt line 1 */

　　#define EXTI_Line2 （（uint32_t）0x00004） /*！《 External interrupt line 2 */

　　*/

　　所以综合起来，这么写就是允许这三条线中断

　　}

　　（4）还要对NVIC寄存器进行配置

　　void NVIC_Configuration（void）

　　{ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

　　/* Configure the NVIC Preemption Priority Bits */

　　NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_0）;

　　#ifdef VECT_TAB_RAM

　　/* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */

　　NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_RAM， 0x0）;

　　#else /* VECT_TAB_FLASH */

　　/* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */

　　NVIC_SetVectorTable（NVIC_VectTab_FLASH， 0x0）;

　　#endif

　　/*上面的程序代码来自于ST的例子程序，下面是我自己写的，我不知是不是会让人笑掉大牙，但以我自己的理解能力，我暂时还就只能写出这样的代码来，这其中尤其对优先级和次优先级的设定，非常的没有把握

　　*/

　　/*允许EXTI0中断 */

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; //中断通道

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//优先级设定

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //次优先级

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能

　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）; //初始化中断

　　////允许EXTI1中断

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn; //中断通道

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//优先级设定

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //次优先级

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能

　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）; //初始化中断

　　////允许EXTI2中断

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //中断通道

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 7;//优先级设定

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //次优先级

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能

　　NVIC_Init（&NVIC_InitStructure）; //初始化中断

　　}

　　此外，这里要提醒一点：

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //中断通道

　　这其中的：EXTI2_IRQn是新版本的库中所使用的符号，在2.0版本（也许还有其他版本）中，是这么样来写的：

　　NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel;

　　至此，配置工作完成。

随便找个st的例子程序，打开stm 32f10x_it.c可以看到里面已先写好了一些中断处理程序，如：

　　

　　如果是51单片机的话，会有个关键字：interrupt 后加个数字来说明究竟是哪一级中断，这样，中断函数的名字可以随便起。可是，这里看来，这些函数就像是普通的函数，并没有什么特别的，那么我们要增加的3个中断处理函数起什么名字呢？这回用到的工具是：Fined in File，就是下面的对话框：

　　

　　以SysTick_Handler为关键字在文件中搜一下，找到线索了，原来在这里：

　　

　　那么我们在stm 32f10x_it.c中写上：

　　void EXTI0_IRQHandler（void）

　　//这个就是处理外中断线0（目前连到PD0上）中断的代码的

　　{ /* Clear EXTI0 bit */

　　EXTI_ClearITPendingBit（EXTI_Line0）; //0.17US

　　GPIO_WriteBit（GPIOD， GPIO_Pin_8， （BitAction）（1 - GPIO_ReadOutputDataBit（GPIOD， GPIO_Pin_8）））; //0.5US

　　}

　　余者不多言，相差无几。

　　至此，该解决的问题都已解决，下面就运行一下，看一看效果了。

　　进行软件仿真，打开Peripherals-》External Interrupt，可见下面的图：

　　

　　单步执行到所有设置代码完成，可以看到变成这样：

　　

　　这里的变化，对照着数据手册上的变化，可以一一解读，并不困难，这里就不再说明了。接下来的软件仿真和硬件测试都能够达到当初的设计目标，但程序是否最优，是否存在着不合理之处，很不好说，因为STM32的中断实在是够复杂的。这个留着后面继续学习的螺旋式上升中提高吧！

四、数据的保存与毁灭-BKP功能

　　通过STM32库自带的例子来做，就是这个：

　　

　　通过研究，大体明白了BKP的功能，简述如下：

　　1． BKP可以用来保存数据

　　BKP中包括了42个16位的寄存器，共可保存84字节的内容，它们由VBAT的供电来维挂。

　　2． BKP内保存的数据可以被毁灭（如果有人希望恶意得到这些数据的话，令其丢失比保护数据更重要）。STM32提供了一种称之为TAMPER的机制来完成。中文译为“侵入检测”，这需要占用一个外部引脚（PC13）。

　　3． 如果不用侵入检测功能，那么这个外部引脚可以用作RTC校准功能，这个稍后再研究。

　　4． 当有系统复位/电源复位/待机模式下被唤醒这三种情况时，BKP中的值不会丢失或被复位。

　　先回来研究一下STM32的复位机制。以下是数据手册的相关部分。

　　6.1 复位

　　STM 32F10xxx支持三种复位形式，分别为系统复位、上电复位和备份区域复位。

　　6.1.1 系统复位

　　系统复位将复位除时钟控制寄存器CSR中的复位标志和备份区域中的寄存器以外的所有寄存器

　　当以下事件中的一件发生时，产生一个系统复位：

　　1.NRST管脚上的低电平（外部复位）

　　例如：按下板子上的RESET按钮就产生一个外部复位（属于系统复位）

　　2.窗口看门狗计数终止（WWDG复位）

　　3.独立看门狗计数终止（IWDG复位）

　　4.软件复位（SW复位）

　　5.低功耗管理复位

　　可通过查看RCC_CSR控制状态寄存器中的复位状态标志位识别复位事件来源

　　以下是RCC_CSR的内容：

　　

　　

　　调试时不太容易区分，以下是某次调试中截到的RCC_CSR数据。

　　

　　6.1.2 电源复位

　　当以下事件中之一发生时，产生电源复位：

　　1. 上电/掉电复位（POR/PDR复位）

　　2. 从待机模式中返回

　　电源复位将复位除了备份区域外的所有寄存器。（见图3）

　　图中复位源将最终作用于RESET管脚，并在复位过程中保持低电平。复位入口矢量被固定在地址0x0000_0004。更多细节，参阅表36。

　　检测可以是否上电/掉电复位可以用以下的函数：

　　RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_PORRST）

　　其中RCC_FLAG_PORRST也可以被替代成以下的一些符号，以检测不同的内容：

　　

　　**************************************************************************

　　5． 如果必须要人为地令备份域复位（所有数据都被清零），那么有两种方法：

　　a） 软件复位（操作RCC_BDCR中的BDRST位产生。）；以下是RCC_BDCR中相关的内容：

　　6.3.9 备份域控制寄存器 （RCC_BDCR）

　　

　　

　　b） VDD和VBAT均掉电，那么在VDD或都VBAT上电时将引发备分域复位（这是为了保护数据的完整性？）
 

6． 数据寄存器究竟是哪些呢？

　　

　　那么在STM32提供的库里又是如何来用这些寄存器的呢？我们找一找，在stm 32f10x_bkp.c中，代码如下：

　　/**

　　* @brief Writes user data to the specified Data Backup Register.

　　* @param BKP_DR： specifies the Data Backup Register.

　　* This parameter can be BKP_DRx where x：［1， 42］

　　* @param Data： data to write

　　* @retval None

　　*/

　　void BKP_WriteBackupRegister（uint16_t BKP_DR， uint16_t Data）

　　{

　　__IO uint32_t tmp = 0;

　　/* Check the parameters */

　　assert_param（IS_BKP_DR（BKP_DR））;

　　tmp = （uint32_t）BKP_BASE;

　　tmp += BKP_DR;

　　*（__IO uint32_t *） tmp = Data;

　　}

　　即只需要提供两个参数，第一个是BKP地址，第二个是数据，两个都是16位的数据。第二个参数没有问题，第一个参数如何提供呢？看例子中的代码：

　　/**

　　* @brief Writes data Backup DRx registers.

　　* @param FirstBackupData： data to be written to Backup data registers.

　　* @retval None

　　*/

　　void WriteToBackupReg（uint16_t FirstBackupData）

　　{

　　uint32_t index = 0;

　　for （index = 0; index 《 BKP_DR_NUMBER; index++）

　　{

　　BKP_WriteBackupRegister（BKPDataReg［index］， FirstBackupData + （index * 0x 5A））;

　　}

　　}

　　从上面的代码可以看到，第一个参数是用

　　BKPDataReg［index］

　　来提供的，这个又是什么东西呢？再找：

　　uint16_t BKPDataReg［BKP_DR_NUMBER］ =

　　{

　　BKP_DR1， BKP_DR2， BKP_DR3， BKP_DR4， BKP_DR5， BKP_DR6， BKP_DR7， BKP_DR8，

　　BKP_DR9， BKP_DR10， BKP_DR11， BKP_DR12， BKP_DR13， BKP_DR14， BKP_DR15， BKP_DR16，

　　BKP_DR17， BKP_DR18， BKP_DR19， BKP_DR20， BKP_DR21， BKP_DR22， BKP_DR23， BKP_DR24，

　　BKP_DR25， BKP_DR26， BKP_DR27， BKP_DR28， BKP_DR29， BKP_DR30， BKP_DR31， BKP_DR32，

　　BKP_DR33， BKP_DR34， BKP_DR35， BKP_DR36， BKP_DR37， BKP_DR38， BKP_DR39， BKP_DR40，

　　BKP_DR41， BKP_DR42

　　};

　　原来最终还是用BKP_DR**这样的格式来用的，其中的**代表的序号。即 5.4.1中的x。

　　7．复位后，对备份寄存器和RTC的访问被禁止，并且备份域被保护以防止可能存在的意外的写操作。执行以下操作可以使能对备份寄存器和RTC的访问。

　　● 通过设置寄存器RCC_APB1ENR的PWREN和BKPEN位来打开电源和后备接口的时钟

　　以下是相关代码：

　　RCC_APB1PeriphClockCmd（RCC_APB1Periph_PWR | RCC_APB1Periph_BKP， ENABLE）;

　　这个没有什么可说的，关于打开时钟，前面已多次涉及到。

　　● 电源控制寄存器（PWR_CR）的DBP位来使能对后备寄存器和RTC的访问。

　　以下是相关代码：

　　PWR_BackupAccessCmd（ENABLE）;

　　代码本身相当简洁，不过我们还是再深入一点点。

　　这个PWR_BackupAccessCmd代码如下：（在stm 32f10x_pwr.c文件中）

　　/**

　　* @brief Enables or disables access to the RTC and backup registers.

　　* @param NewState： new state of the access to the RTC and backup registers.

　　* This parameter can be： ENABLE or DISABLE.

　　* @retval None

　　*/

　　void PWR_BackupAccessCmd（alState NewState）

　　{

　　/* Check the parameters */

　　assert_param（IS_AL_STATE（NewState））;

　　*（__IO uint32_t *） CR_DBP_BB = （uint32_t）NewState;

　　}

　　而CR_DBP_BB在这里（stm 32f10x_pwr.c文件中）：

　　/* Alias word address of DBP bit */

　　#define CR_OFFSET （PWR_OFFSET + 0x00）

　　#define DBP_BitNumber 0x08

　　#define CR_DBP_BB （PERIPH_BB_BASE + （CR_OFFSET * 32） + （DBP_BitNumber * 4））

　　8.一番探索，暂告一段落。由于我的板子与EVAL板略有不同，4个发光管分别接GPIOD的8，9，10和11引脚，所以在程序中做了如下改动（stm3210e_eval.h文件中）：

　　#define LEDn 4

　　#define LED1_GPIO_PORT GPIOD

　　#define LED1_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD

　　#define LED1_GPIO_PIN GPIO_Pin_8

　　#define LED2_GPIO_PORT GPIOD

　　#define LED2_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD

　　#define LED2_GPIO_PIN GPIO_Pin_9

　　#define LED3_GPIO_PORT GPIOD

　　#define LED3_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD

　　#define LED3_GPIO_PIN GPIO_Pin_10

　　#define LED4_GPIO_PORT GPIOD

　　#define LED4_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOD

　　#define LED4_GPIO_PIN GPIO_Pin_11

　　然后在板子上将JP6插到VBAT端，并且为板子上现成的电池座中装入一块电池。

　　执行程序，结果是LED4亮（程序运行）LED1和LED3灯点亮，其含义如下：

　　（1. LD3 on / LD1 on： a Power On Reset occurred and the values in the BKP data registers are correct）。

　　按下复位按钮后，LD1，LD2，LED3均灭，其含义如下：

　　（3. LD3 off / LD1 off / LD2 off： no Power On Reset occurred）