一、什么是中断

1.中断即打断，实至CPU再执行当前程序时，由于系统出现了某种需要处理的紧急情况，CPU暂停正在执行的程序，转而去执行另一段特殊程序来处理的出现的紧急事务，处理结束后CPU自动返回到原先暂停的程序中去继续执行，这种执行过程由于外界的的原因被中间打断的情况成为中断。

2.中断的作用：

中断使得计算机系统具备应对对处理突发事件的能力，提高了CPU的工作效率，如果没有中断系统，CPU就只能按照原来的程序编写的先后顺序，对各个外设进行查询和处理，即轮询工作方式，轮询方法貌似公平，但实际工作效率却很低，却不能及时响应紧急事件。

3.中断编程

在配置每个中断的时候一般有 3个编程要点：
1、使能外设某个中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。比如串口有发送完成中断，接收完成中断，这两个中断都
由串口控制寄存器的相关中断使能位控制。
2、初始化 NVIC_InitTypeDef结构体，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。
3、编写中断服务函数
在启动文件 startup_stm32f429_439xx.s 中我们预先为每个中断都写了一个中断服务函数，只是这些中断函数都是为空，为的只
是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需要我们重新编写，中断服务函数我们统一写在 stm32f4xx_it.c这个库文件中。关
于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就在中断向量表中找不到中断服务函数的入口直
接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，并且在里面无限循环，实现不了中断。

二、什么是NVIC

NVIC 是嵌套向量中断控制器，控制着整个芯片中断相关的功能，它跟内核紧密耦合，是内核里面的一个外设。但是各个芯片厂商在设计芯片的时候会对Cortex-M3内核里面的NVIC进行裁剪，把不需要的部分去掉，所以说 STM32的 NVIC是 Cortex-M3 的 NVIC 的一个子集。
优先级分组真值表:

2.优先级定义：

在 NVIC 有一个专门的寄存器：中断优先级寄存器 NVIC_IPRx（在 F429 中，x=0…90）用来配置外部中断的优先级，IPR宽度为
8bit，原则上每个外部中断可配置的优先级为0~255，数值越小，优先级越高。

三、STM32CUBEMX生成中断点灯代码

1.首先打开STM32CUBEMX，新建一个工程
选择芯片*STM32F103C8

2.点击开始工程，配置系统调试接口 SYS，选择 Serial Wire

3.配置外设 RCC ，选择 HSE (外部高速时钟)为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)

4.设置LED灯引脚为PA1的输出模式 GPIO_Output，按键引脚为PB15的外部中断模式GPIO_EXIT1

LED对应PA1管脚，User Label处设置为LED

开关对应PB15管脚，GPIO mode处设置为上升沿触发，User Label处设置为 KEY

注：External Interrupt Mode with Rising edge trigger detection 上升沿
External Interrupt Mode with Falling edge trigger detection 下降沿
External Interrupt Mode with Rising/Falling edge trigger detection 上升/下降沿
使能外部中断线，点击Enabled

设置时钟树，选择PLLCLK，修改HCLK为36MHz

设置项目名称和路径，修改Toolchain/IDE为MDK-ARM

打开keil，打开建好的工程LED，在main.c文件中添加以下代码

/*
* @brief EXTI line detection callbacks. 
* @param GPIO_Pin: Specifies the pins connected EXTI line，
* @retval None 
*/ 
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin) 
{ 
	if( GPIO_Pin == KEY_Pin ) // 判断外部中断源
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin); // 翻转LED状态
		}
}

注：本任务只设置一个外部中断引脚，因此不需要判断多个引脚。如果系统中设置了多个外部中断，建议使用 switch-case 进行多分支判断。

打开串口调试助手：

实际效果：

四、STM32CUBEMX生成中断通信代码

1.创建新工程

点击 File->New Pioject或ACCEE TO MCU SELECTOR，创建新工程
选择 STM32F103C8 芯片，点击 Start Project 进入工程

设置时钟RCC，点击HSE，选择Crystal/Ceramic Resonator

设置USART1，点击Mode，选择Asynchronous

设置中断，在NVIC Settings中点击Enabled。
点击Clock Configuration选择HSE和PLLCLK，修改HCLK值

设置项目名称和路径，修改Application Structure为Basic，Toolchain/IDE为MDK-ARM，生成项目

2.程序编写

1）stm32f1xx_hal.c文件

添加头文件

#include <stdio.h>
extern UART_HandleTypeDef huart1;   //声明串口

重写fget和fput函数

/**
  * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}
 
/**
  * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx
  * 输入参数: 无
  * 返 回 值: 无
  * 说    明：无
  */
int fgetc(FILE *f)
{
  uint8_t ch = 0;
  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);
  return ch;
}

2）main.c文件
在主函数main的while循环中添加发送数据

printf("hello windows!\r\n");
HAL_Delay(1000);

添加定义，接收串口数据

#include "stdio.h"
#include <string.h>
 
#define RXBUFFERSIZE  256     //最大接收字节数
char RxBuffer[RXBUFFERSIZE];   //接收数据
uint8_t aRxBuffer;			//接收中断缓冲
uint8_t Uart1_Rx_Cnt = 0;		//接收缓冲计数

在主函数main中添加开启接收中断的语句

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);

添加中断回调函数

/* USER CODE BEGIN 4 */
 
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  /* Prevent unused argument(s) compilation warning */
  UNUSED(huart);
  /* NOTE: This function Should not be modified, when the callback is needed,
           the HAL_UART_TxCpltCallback could be implemented in the user file
   */
 
	if(Uart1_Rx_Cnt >= 255)  //溢出判断
	{
		Uart1_Rx_Cnt = 0;
		memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer));
		HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)"数据溢出", 10,0xFFFF); 	
        
	}
	else
	{
		RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt++] = aRxBuffer;   //接收数据转存
	
		if((RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-1] == 0x0A)&&(RxBuffer[Uart1_Rx_Cnt-2] == 0x0D)) //判断结束位
		{
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&RxBuffer, Uart1_Rx_Cnt,0xFFFF); //将收到的信息发送出去
            while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX);//检测UART发送结束
			Uart1_Rx_Cnt = 0;
			memset(RxBuffer,0x00,sizeof(RxBuffer)); //清空数组
		}
	}
	
	HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&aRxBuffer, 1);   //再开启接收中断
}
/* USER CODE END 4 */

3）波形观察
打开Serial Windows中的UART #1窗口和逻辑分析仪，添加要观察的端口，修改各个显示方式，将Display Type处设置为Bit。

3.烧录操作

4.实际效果

五、DMA通信

1.DMA介绍

DMA，全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。
DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。

DMA数据传输方式：

STM32的DMA控制器
① STM32F411微控制器具备两个DMA控制器：DMA1和DMA2，每个控制器有8个数据流，每个数据流可以映射到8个通道（或请求）；
② 每一个DMA控制器用于管理一个或多个外设的存储器访问请求，并通过总线仲裁器来协调各个DMA请求的优先级；
③ 数据流（stream）是用于连接传输源和传输目标的数据通路，每个数据流可以配置为不同的传输源和传输目标，这些传输源和传输目标称为通道（Channel） ；
④ 具备16字节的FIFO。使能FIFO功能后，源数据先送入FIFO，达到FIFO的触发阈值后，再传送到目标地址。

2.创建DMA工程

基本步骤：
点击 File->New Pioject或ACCEE TO MCU SELECTOR，创建新工程
选择 STM32F103C8 芯片，点击 Start Project 进入工程
设置时钟RCC，点击HSE，选择Crystal/Ceramic Resonator
设置USART1，点击Mode，选择Asynchronous，在NVIC Settings中点击Enabled（中断）
在USART1中，点击DMA Settings的Add，添加USART_RX 和USART_TX，传输速率设置为中速Medium，模式设置为Normal，右侧选择Memory；在最右侧的System view中选择DMA，点击Add，添加MEMTOMEM。

设置时钟源，点击Clock Configuration选择HSE和PLLCLK。

设置项目文件，修改Application Structure为Basic，Toolchain/IDE为MDK-ARM。


3.编写编程
main.c文件的主函数main

uint8_t Senbuff[] = "Goodbye\r\n";  //定义数据发送数组

主函数main的while循环

HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, (uint8_t *)Senbuff, sizeof(Senbuff));
HAL_Delay(1000);

3.调试和野火操作

1）连接
使用USB-TTL直接进行串口下载，将USB-TTL的GND和3.3V接入STM32系统板的GND和3.3V，然后TXD和RXD分别接入A10和A9引脚。

2）烧录
BOOT0置1，BOOT1置0，打开mcuisp，选择文件路径，开始烧录。

4.实际效果

六、总结

本次实验我发现DMA运输并不占CPU资源，工作相比中断更加高效，也学会了了解了stm32中断、DMA通信原理和编程方法，收获很丰富，这几次实验的成果让我终于感觉像是个入门级的嵌入式菜鸟，路很长，但步伐很沉稳。