这是 STM32 入门笔记专栏的第 03 篇。在能按键检测之后，轮询 (while(!key)) 已经不够用了——本篇引入中断机制，让 CPU 在按键被按下时才被「打断」去处理，其它时间可以睡觉、做别的事。

一、为什么需要中断

想象你守在门口等快递：

  • 轮询（poll）：每秒钟起来看一眼门口有没有快递——你啥也别干了；
  • 中断：坐下来睡觉，快递小哥敲门时再起床——绝大多数时间都在做自己的事。

单片机里也是一样的：

  • 轮询：CPU 不断读按键引脚电平，99% 时间都是浪费的；
  • 中断：CPU 跑主循环，按键变化时硬件自动打断 CPU，让它先跑中断函数，处理完再回来。

STM32 的中断系统分为两层：

缩写 全称 作用
NVIC Nested Vectored Interrupt Controller 内核里的「中断总管家」，负责优先级分组、嵌套、使能
EXTI External Interrupt 把 GPIO 引脚的电平变化转成「中断事件」

二、NVIC 的优先级分组

STM32 把优先级分成两类：

名称 作用 类比
抢占优先级 决定「能不能打断别人」 任务优先级
响应优先级（子优先级） 当抢占相同时，谁先响应 同优先级任务的排队顺序

数值都是越小越优先。

STM32F103 用 NVIC_PriorityGroupConfig() 把「优先级位」分配给两类：

分组设置 抢占优先级位 响应优先级位 抢占可选范围 响应可选范围
Group 0 0 4 无 0 ~ 15
Group 1 1 3 0 ~ 1 0 ~ 7
Group 2 2 2 0 ~ 3 0 ~ 3
Group 3 3 1 0 ~ 7 0 ~ 1
Group 4 4 0 0 ~ 15 无

实战里绝大多数代码都用 Group 2（2 位抢占、2 位响应）：抢占有 4 档够用，响应有 4 档够排。

三、EXTI 外部中断的 5 步配置

外设的初始化几乎都是一个套路——开时钟 → 配 GPIO → 接 EXTI/AFIO → 配 EXTI → 配 NVIC：

步骤 做什么 用到的 API
1 开 RCC 时钟（GPIO + AFIO） `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOx \ RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE)`
2 配 GPIO 为「上拉输入」或「下拉输入」 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU
3 选择 GPIO 引脚映射到哪条 EXTI 线 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOx, GPIO_PinSourcex)
4 EXTI 配「中断 / 事件、触发边沿」 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure)
5 NVIC 配「通道、抢占优先级、响应优先级」 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure)

关键点：EXTI 线只有 EXTI_Line0 ~ EXTI_Line15 这 16 条（直接对应 PA0 ~ PG0、PA1 ~ PG1 ……），但每个 GPIO 端口都共用这 16 条——所以不能同时让 PA0 和 PB0 都触发 EXTI0。这也是为什么旋转编码器要用 A、B 两根线必须分配到不同 EXTI（如 PA0 / PA1）。

四、EXTI 触发方式

EXTI 可以监听下面三种边沿：

触发方式 含义 适用场景
EXTI_Trigger_Rising 上升沿触发（低 → 高） 默认低、按下去变高的按键
EXTI_Trigger_Falling 下降沿触发（高 → 低） 默认高、按下去变低的按键（最常见）
EXTI_Trigger_Rising_Falling 上升沿下降沿都触发 旋转编码器、按键双边沿

五、实战：对射式红外传感器计次

下面把上面 5 步走完整一遍——做一个「对射式红外传感器被遮挡一次就计数加 1」的模块：

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#include "stm32f10x.h"

uint16_t CountSensor_Count;     // 计数值（全局变量，方便中断里改）

/* 初始化 */
void CountSensor_Init(void)
{
    /* 1. 开时钟：GPIO 和 AFIO */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,  ENABLE);

    /* 2. 配 GPIO 为上拉输入 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IPU;        // 上拉输入：默认高电平
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_14;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    /* 3. 把 PB14 接到 EXTI14 */
    GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource14);

    /* 4. 配 EXTI：中断模式 + 下降沿触发 */
    EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line    = EXTI_Line14;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode    = EXTI_Mode_Interrupt;     // 中断（不是事件）
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;    // 下降沿
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    /* 5. 配 NVIC：EXTI15_10_IRQn（10~15 共用一个中断向量） */
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = EXTI15_10_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 1;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

/* 读计数（在主循环里调用即可） */
uint16_t CountSensor_Get(void)
{
    return CountSensor_Count;
}

/* 中断服务函数：名字必须固定为 EXTI15_10_IRQHandler */
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line14) == SET) {   // 确认是 EXTI14 触发的
        CountSensor_Count++;
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line14);      // 必须在末尾清中断标志！
    }
}

主函数里的用法：

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int main(void)
{
    CountSensor_Init();
    while (1) {
        uint16_t n = CountSensor_Get();
        // 把 n 显示到 OLED、串口打印……你随意
    }
}

六、中断服务函数的命名规则

STM32 标准库里中断向量是固定名字，写错就进不了中断：

中断源 中断函数名
EXTI0 EXTI0_IRQHandler
EXTI1 EXTI1_IRQHandler
EXTI2 EXTI2_IRQHandler
EXTI3 EXTI3_IRQHandler
EXTI4 EXTI4_IRQHandler
EXTI5 ~ EXTI9 EXTI9_5_IRQHandler（共用一个）
EXTI10 ~ EXTI15 EXTI15_10_IRQHandler（共用一个）

所以：

  • EXTI0~4：独立 IRQ，需要先 if (EXTI_GetITStatus(EXTIx) == SET) 判断；
  • EXTI5~9 或 EXTI10~15：共用 IRQ，函数里必须用 if (EXTI_GetITStatus(...)) 区分是哪一个。

七、易错点清单

  1. 忘开 AFIO 时钟：EXTI 相关的引脚映射和 remap 都要经过 AFIO，没开时钟就 GPIO_EXTILineConfig() 会失败。
  2. GPIO 模式配错：如果默认电平选错（比如外部是高电平你配了上拉），按下时不会产生边沿，永远不进中断。上拉输入=默认高电平（按键另一端接 GND）；下拉输入=默认低电平（按键另一端接 VCC）。
  3. 共用 IRQ 函数里没分 if：EXTI15_10_IRQHandler 里只 CountSensor_Count++ 不判断是 Line10 还是 Line11，会误触发。
  4. 忘了清中断标志：进入中断后必须 EXTI_ClearITPendingBit(...)，否则中断会反复触发——典型表现是「中断里 LED 闪一下就死机」「主循环卡死」。
  5. 优先级数值写错：NVIC 优先级是「越小越优先」，把 PreemptionPriority = 1 当成「1 是最低」是常见误解。
  6. NVIC_PriorityGroupConfig 没调用就配优先级：分组不指定，所有中断的位含义模糊，可能抢占失败。
  7. PA0 和 PB0 想同时用 EXTI0：不可能，只能用一个。建议旋转编码器用 PA0 / PA1（EXTI0 / EXTI1）这种独立 IRQ，方便调试。

八、小结

EXTI 5 步配置 + NVIC 优先级分组是 STM32 中断系统的骨架。看起来步骤多，但本质就是「开时钟 → 把 GPIO 接到 EXTI 线 → 让 EXTI 选择边沿 → 让 NVIC 选择 IRQ」四件事套在一起：

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GPIO → AFIO → EXTI → NVIC → IRQHandler

下篇我们用同样的 EXTI 套路，让旋转编码器的 A / B 两相都触发中断，做出「拧一下旋钮就计数加减」的效果。

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