利用STM32外部中斷驅(qū)動(dòng)四路數(shù)字觸摸感應(yīng)傳感器模塊

ID:276430 · 發(fā)表于 2018-1-16 13:23

啊哈，先不急著介紹什么是四路數(shù)字觸摸感應(yīng)模塊，先把最基本的知識(shí)學(xué)習(xí)到。

首先先介紹一下STM32的外部中斷，當(dāng)然這也不是我總結(jié)的，這是在那么多博客里找到的一篇個(gè)人認(rèn)為總結(jié)不錯(cuò)的學(xué)習(xí)文檔。先學(xué)到手再說吧！

STM32中，每一個(gè)GPIO都可以觸發(fā)一個(gè)外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個(gè)單位的，同組間的外部中斷同一時(shí)間只能使用一個(gè)。比如說，PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0這些為1組，如果我們使用PA0作為外部中斷源，那么別的就不能夠再使用了，在此情況下，我們智能使用類似于PB1，PC2這種末端序號(hào)不同的外部中斷源。每一組使用一個(gè)中斷標(biāo)志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個(gè)外部中斷有著自己的單獨(dú)的中斷響應(yīng)函數(shù)，EXTI5-9共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)，EXTI10-15共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)。

程序開發(fā)

其實(shí)上面那些基本概念和知識(shí)只是對(duì)STM32的中斷系統(tǒng)有一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，用程序說話將會(huì)更能夠加深如何使用中斷。使用外部中斷的基本步驟如下：

1.設(shè)置好相應(yīng)的時(shí)鐘；

2.設(shè)置相應(yīng)的中斷；

3.IO口初始化；

4.把相應(yīng)的IO口設(shè)置為中斷線路（要在設(shè)置外部中斷之前）并初始化；

5.在選擇的中斷通道的響應(yīng)函數(shù)中中斷函數(shù)。

根據(jù)原理圖，K1/K2/K3連接的是PC5/PC2/PC3，因此我將用EXTI5/EXTI2/EXTI3三個(gè)外部中斷。PB5/PD6/PD3分別連接了三個(gè)LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應(yīng)的LED燈將會(huì)被點(diǎn)亮。

1.設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘

首先需要打開GPIOB、GPIOC和GPIOE（因?yàn)榘存I另外一端連接的是PE口）。然后由于是要用于觸發(fā)中斷，所以還需要打開GPIO復(fù)用的時(shí)鐘。相應(yīng)的函數(shù)在GPIO的學(xué)習(xí)筆記中有了詳細(xì)了解釋。詳細(xì)代碼如下：

void RCC_cfg()
{
//打開PE PD PC PB端口時(shí)鐘，并且打開復(fù)用時(shí)鐘
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
}

復(fù)制代碼

設(shè)置相應(yīng)的時(shí)鐘所需要的RCC函數(shù)在stm32f10x_rcc.c中，所以要在工程中添加此文件。

2.設(shè)置好相應(yīng)的中斷

設(shè)置相應(yīng)的中斷實(shí)際上就是設(shè)置NVIC，在STM32的固件庫中有一個(gè)結(jié)構(gòu)體NVIC_InitTypeDef，里面有相應(yīng)的標(biāo)志位設(shè)置，然后再用NVIC_Init()函數(shù)進(jìn)行初始化。詳細(xì)代碼如下：

void NVIC_cfg()
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //選擇中斷分組2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQChannel; //選擇中斷通道2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQChannel; //選擇中斷通道3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel; //選擇中斷通道5
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //搶占式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //響應(yīng)式中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

復(fù)制代碼

由于有3個(gè)中斷，因此根據(jù)前文所述，需要有3個(gè)bit來指定搶占優(yōu)先級(jí)，所以選擇第2組。又由于EXTI5-9共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)，所以EXTI5選擇的中斷通道是EXTI9_5_IRQChannel，詳細(xì)信息可以在頭文件中查詢得到。用到的NVIC相關(guān)的庫函數(shù)在stm32f10x_nivc.c中，需要將此文件復(fù)制并添加到工程中。具體位置可以查看關(guān)于GPIO的筆記。這段代碼編譯起來沒有任何問題，但是在鏈接的時(shí)候就會(huì)報(bào)錯(cuò)，需要把STM32F10xR.LIB加入工程中，具體位置在…KeilARMRV31LIBSTSTM32F10xR.LIB。

3.IO口初始化

void IO_cfg()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; //選擇引腳2
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStructure);
GPIO_ResetBits(GPIOE,GPIO_Pin_2); //將PE.2引腳設(shè)置為低電平輸出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_5; //選擇引腳2 3 5
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //選擇輸入模式為浮空輸入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure); //設(shè)置PC.2/PC.3/PC.5
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_6; //選擇引腳3 6
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //選擇引腳5
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //輸出頻率最大50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //帶上拉電阻輸出
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

復(fù)制代碼

其中連接外部中斷的引腳需要設(shè)置為輸入狀態(tài)，而連接LED的引腳需要設(shè)置為輸出狀態(tài)，初始化PE.2是為了使得按鍵的另外一端輸出低電平。GPIO中的函數(shù)在stm32f10x_gpio.c中。

4.把相應(yīng)的IO口設(shè)置為中斷線路

由于GPIO并不是專用的中斷引腳，因此在用GPIO來觸發(fā)外部中斷的時(shí)候需要設(shè)置將GPIO相應(yīng)的引腳和中斷線連接起來，具體代碼如下：

void EXTI_cfg()
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
//清空中斷標(biāo)志
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
//選擇中斷管腳PC.2 PC.3 PC.5
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource2);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource3);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC, GPIO_PinSource5);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line2 | EXTI_Line3 | EXTI_Line5; //選擇中斷線路2 3 5
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //設(shè)置為中斷請(qǐng)求，非事件請(qǐng)求
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling; //設(shè)置中斷觸發(fā)方式為上下降沿觸發(fā)
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //外部中斷使能
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}

復(fù)制代碼

EXTI_cfg中需要調(diào)用到的函數(shù)都在stm32f10x_exti.c。

5.寫中斷響應(yīng)函數(shù)

STM32不像C51單片機(jī)那樣，可以用過interrupt關(guān)鍵字來定義中斷響應(yīng)函數(shù)，STM32的中斷響應(yīng)函數(shù)接口存在中斷向量表中，是由啟動(dòng)代碼給出的。默認(rèn)的中斷響應(yīng)函數(shù)在stm32f10x_it.c中。因此我們需要把這個(gè)文件加入到工程中來。

在這個(gè)文件中，我們發(fā)現(xiàn)，很多函數(shù)都是只有一個(gè)函數(shù)名，并沒有函數(shù)體。我們找到EXTI2_IRQHandler()這個(gè)函數(shù)，這就是EXTI2中斷響應(yīng)的函數(shù)。我的目標(biāo)是將LED燈點(diǎn)亮，所以函數(shù)體其實(shí)很簡單：

void EXTI2_IRQHandler(void)
{
//點(diǎn)亮LED燈
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_6);
//清空中斷標(biāo)志位，防止持續(xù)進(jìn)入中斷
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
}
void EXTI3_IRQHandler(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_3);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);
}
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5);
}

復(fù)制代碼

由于EXTI5-9是共用一個(gè)中斷響應(yīng)函數(shù)，因此所有的EXTI5 – EXTI9的響應(yīng)函數(shù)都寫在這個(gè)里面。

6.寫主函數(shù)

#include "stm32f10x_lib.h"
void RCC_cfg();
void IO_cfg();
void EXTI_cfg();
void NVIC_cfg();
int main()
{
RCC_cfg();
IO_cfg();
NVIC_cfg();
EXTI_cfg();
while(1);
}

復(fù)制代碼

main函數(shù)前是函數(shù)聲明，main函數(shù)函數(shù)體中都是調(diào)用初始化配置函數(shù)，然后進(jìn)入死循環(huán)，等待中斷響應(yīng)。

以上就是STM32外部中斷的介紹，功能可以不用管，知道該配置哪些東西就夠了。ok，基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)完了吧！那么就可以買個(gè)具體模塊來試試了。這里用的是四路數(shù)字觸摸感應(yīng)傳感器模塊。

下面是該模塊的簡要描述：

一、模塊描述

該傳感器模塊是四路觸摸感應(yīng)模塊，基于TTP224芯片。通過觸摸數(shù)字（1、2、3、4），可以起到控制外圍硬件電路的作用。手按數(shù)字開關(guān)，對(duì)應(yīng)的燈（D1、D2、D3、D4）會(huì)亮，對(duì)應(yīng)的四個(gè)輸出口（OUT1、OUT2、OUT3、OUT4）中的一個(gè)會(huì)輸出高電平。

模塊參數(shù)：

1、板載TTP224電容式4鍵觸摸感應(yīng)IC

2、板載4路電平狀態(tài)指示燈

3、工作電壓：2.4V-5.5V

4、模塊可以設(shè)置輸出模式、鍵輸出模式、最長輸出時(shí)間和快速/低功耗選擇

5、PCB板子尺寸：35(mm)x29(mm)

二、硬件調(diào)試

（1）硬件實(shí)物圖展示如下圖：

（2）模塊原理圖接口展示如圖：

（3）管腳實(shí)際連接表

單片機(jī)---->kepler11---->傳感器模塊,連接表

MUC(STM32F103RBT6)	Kepler 11	四路觸摸感應(yīng)模塊
	3.3-VCC	1(VCC)
	GND	2(GND)
14(PA0)	左上1(AD0)	6(OUT1)
15(PA1)	左上2(AD1)	5(OUT2)
16(PA2)	左上3(AD2)	4(OUT3)
17(PA3)	左上4(AD3)	3(OUT4)

三、軟件調(diào)試

本工程實(shí)現(xiàn)的功能是通過觸摸傳感器模塊中的數(shù)字觸發(fā)引腳的外部中斷，從而控制核心板上LED燈閃爍以及K11開發(fā)板上的繼電器。本案例基于光輪電子公司TreeOS軟件開發(fā)架構(gòu)運(yùn)行，具體軟件工程還請(qǐng)關(guān)注光輪電子公司TreeOS驅(qū)動(dòng)庫文件。

以下是工程圖:

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