利用STM32外部中斷驅動四路數字觸摸感應傳感器模塊

ID:276430 · 發表于 2018-1-16 13:23

啊哈，先不急著介紹什么是四路數字觸摸感應模塊，先把最基本的知識學習到。

首先先介紹一下STM32的外部中斷，當然這也不是我總結的，這是在那么多博客里找到的一篇個人認為總結不錯的學習文檔。先學到手再說吧！

STM32中，每一個GPIO都可以觸發一個外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個單位的，同組間的外部中斷同一時間只能使用一個。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這種末端序號不同的外部中斷源。每一組使用一個中斷標志EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個外部中斷有著自己的單獨的中斷響應函數，EXTI5-9共用一個中斷響應函數，EXTI10-15共用一個中斷響應函數。

程序開發

其實上面那些基本概念和知識只是對STM32的中斷系統有一個大概的認識，用程序說話將會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.設置好相應的時鐘；

2.設置相應的中斷；

3.IO口初始化；

4.把相應的IO口設置為中斷線路（要在設置外部中斷之前）并初始化；

5.在選擇的中斷通道的響應函數中中斷函數。

根據原理圖，K1/K2/K3連接的是PC5/PC2/PC3，因此我將用EXTI5/EXTI2/EXTI3三個外部中斷。PB5/PD6/PD3分別連接了三個LED燈。中斷的效果是按下按鍵，相應的LED燈將會被點亮。

1.設置相應的時鐘

首先需要打開GPIOB、GPIOC和GPIOE（因為按鍵另外一端連接的是PE口）。然后由于是要用于觸發中斷，所以還需要打開GPIO復用的時鐘。相應的函數在GPIO的學習筆記中有了詳細了解釋。詳細代碼如下：

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

復制代碼

設置相應的時鐘所需要的RCC函數在stm32f10x_rcc.c中，所以要在工程中添加此文件。

2.設置好相應的中斷

設置相應的中斷實際上就是設置NVIC，在STM32的固件庫中有一個結構體NVIC_InitTypeDef，里面有相應的標志位設置，然后再用NVIC_Init()函數進行初始化。詳細代碼如下：

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; //搶占式中斷優先級設置為0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //響應式中斷優先級設置為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; //搶占式中斷優先級設置為1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //響應式中斷優先級設置為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; //搶占式中斷優先級設置為2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; //響應式中斷優先級設置為2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能中斷
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

復制代碼

由于有3個中斷，因此根據前文所述，需要有3個bit來指定搶占優先級，所以選擇第2組。又由于EXTI5-9共用一個中斷響應函數，所以EXTI5選擇的中斷通道是EXTI9_5_IRQChannel，詳細信息可以在頭文件中查詢得到。用到的NVIC相關的庫函數在stm32f10x_nivc.c中，需要將此文件復制并添加到工程中。具體位置可以查看關于GPIO的筆記。這段代碼編譯起來沒有任何問題，但是在鏈接的時候就會報錯，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);
}

復制代碼

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

4.把相應的IO口設置為中斷線路

由于GPIO并不是專用的中斷引腳，因此在用GPIO來觸發外部中斷的時候需要設置將GPIO相應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; //設置為中斷請求，非事件請求
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising_Falling; //設置中斷觸發方式為上下降沿觸發
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //外部中斷使能
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
}

復制代碼

EXTI_cfg中需要調用到的函數都在stm32f10x_exti.c。

5.寫中斷響應函數

STM32不像C51單片機那樣，可以用過interrupt關鍵字來定義中斷響應函數，STM32的中斷響應函數接口存在中斷向量表中，是由啟動代碼給出的。默認的中斷響應函數在stm32f10x_it.c中。因此我們需要把這個文件加入到工程中來。

在這個文件中，我們發現，很多函數都是只有一個函數名，并沒有函數體。我們找到EXTI2_IRQHandler()這個函數，這就是EXTI2中斷響應的函數。我的目標是將LED燈點亮，所以函數體其實很簡單：

void EXTI2_IRQHandler(void)
{
//點亮LED燈
GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_6);
//清空中斷標志位，防止持續進入中斷
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);
}

復制代碼

由于EXTI5-9是共用一個中斷響應函數，因此所有的EXTI5 – EXTI9的響應函數都寫在這個里面。

6.寫主函數

#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);
}

復制代碼

main函數前是函數聲明，main函數函數體中都是調用初始化配置函數，然后進入死循環，等待中斷響應。

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，基礎知識學習完了吧！那么就可以買個具體模塊來試試了。這里用的是四路數字觸摸感應傳感器模塊。

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模塊，基于TTP224芯片。通過觸摸數字（1、2、3、4），可以起到控制外圍硬件電路的作用。手按數字開關，對應的燈（D1、D2、D3、D4）會亮，對應的四個輸出口（OUT1、OUT2、OUT3、OUT4）中的一個會輸出高電平。

模塊參數：

1、板載TTP224電容式4鍵觸摸感應IC

2、板載4路電平狀態指示燈

3、工作電壓：2.4V-5.5V

4、模塊可以設置輸出模式、鍵輸出模式、最長輸出時間和快速/低功耗選擇

5、PCB板子尺寸：35(mm)x29(mm)

二、硬件調試

（1）硬件實物圖展示如下圖：

（2）模塊原理圖接口展示如圖：

（3）管腳實際連接表

單片機---->kepler11---->傳感器模塊,連接表

MUC(STM32F103RBT6)	Kepler 11	四路觸摸感應模塊
	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、軟件調試

本工程實現的功能是通過觸摸傳感器模塊中的數字觸發引腳的外部中斷，從而控制核心板上LED燈閃爍以及K11開發板上的繼電器。本案例基于光輪電子公司TreeOS軟件開發架構運行，具體軟件工程還請關注光輪電子公司TreeOS驅動庫文件。

以下是工程圖:

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