为何HAL库的工程“进入不了”外部中断？
今天遇到一个惨痛的教训。
用CubeMX生成按键的外部中断工程，Nucleo的板子上PA5连接LED，PC13连接按键，并且外接上拉电阻。如图
于是在CubeMX配置PA5引脚和PC13引脚，一个作为推挽输出，一个作为外部中断，因为按键是上拉的，内部引脚配置为上拉输入或者无上下拉均可，这里我采用无上下拉
配置完GPIO，就去配置中断优先级了，这里我选择分组为2，两个优先级均为0，记住中断使能一定要勾上
其他的工程命名就不必多说了，最后打开生成的工程主函数即是如此
我们打开MX_GPIO_Init()这个函数看看，发现中断线映射、分组以及使能均已配置完成
那么中断函数在哪里呢？打开工程里面的stm32f1xx_it.c这个文件，中断函数就在这里，但是其中只有一个HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler（）函数，传进去的参数是GPIO_PIN_13
打开函数看看，里面先把中断的标志位清零，然后进入回调函数，下面出现了一个_weak的修饰符，想要了解具体的弱函数可以看看这篇文章stm32_HAL库中__weak修饰符
中断的内容我们可以写在EXTI15_10_IRQHandler（）函数内，但是我们一般写在回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback（）函数内，回调函数可以写在任何一个文件里面，只要中断函数的文件里引入头文件即可，在这里我把它放在gpio.c的文件中。因为经验不足，接下来就是一下午才找出来的一个bug。
为了实现按键按下一次，可以改变LED亮灭的状态，我在main.h文件中定义一个key，记录GPIO读入按键的状态（前面五个宏定义是CubeMX直接生成的）
#define key_Pin GPIO_PIN_13
#define key_GPIO_Port GPIOC
#define key_EXTI_IRQn EXTI15_10_IRQn
#define LED2_Pin GPIO_PIN_5
#define LED2_GPIO_Port GPIOA
#define key HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13)
然后在主函数中定义一个全局变量flag，每次按键按下flag就取反
/* USER CODE BEGIN Header */
/**
******************************************************************************
* @file : main.c
* @brief : Main program body
******************************************************************************
* @attention
*
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* All rights reserved.
*
* This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
* the "License"; You may not use this file except in compliance with the
* License. You may obtain a copy of the License at:
* opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
*
******************************************************************************
*/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
unsigned int flag = 0;
/* USER CODE END 0 */
/**
* @brief The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void)
{
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */
/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
/* USER CODE BEGIN Init */
/* USER CODE END Init */
/* Configure the system clock */
SystemClock_Config();
/* USER CODE BEGIN SysInit */
/* USER CODE END SysInit */
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* USER CODE END 2 */
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
if(flag)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
}
else
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
* @brief This function is executed in case of error occurrence.
* @retval None
*/
void Error_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
/* USER CODE BEGIN 6 */
/* User can add his own implementation to report the file name and line number,
tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
/* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/
然后在gpio.c文件中写下回调函数的内容
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
extern unsigned int flag;
if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//判断中断线
{
HAL_Delay (10);//消抖
if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//10ms之后按键是按下的
{
flag = !flag;//LED的状态取反
while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手检测
}
}
}
看起来按键检测没有任何问题，烧入程序之后按下按键，LED灯没有任何变化。有两种可能：一是程序根本没有进入中断函数；二是程序在某个地方陷入了一种死循环（类似于while循环等等）。起初我坚定地认为程序没有进入中断，于是再次检查了一下MX_GPIO_Init()函数，检查中断是否使能。焦点当然放在了中断的初始化上面。
/*Configure GPIO pin : PtPin */
GPIO_InitStruct.Pin = key_Pin;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(key_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
/*Configure peripheral I/O remapping */
__HAL_AFIO_REMAP_PD01_ENABLE();
/* EXTI interrupt init*/
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
PC13配置为下降沿进入中断，映射到中断线13，中断使能，配置优先级。看起来都没有什么问题，我开始把中断的内容写在中断函数EXTI15_10_IRQHandler()中，但是和当初一样没有任何变化。为了测试一下程序是否进入到中断函数，我在回调函数里面写了一个简单的变化
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
// extern unsigned int flag;
// if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//检测中断线
// {
// HAL_Delay (10);//消抖
// if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//如果按键真的按下
// {
// flag = !flag;//LED变化取反
// while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手检测
// }
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay (1000);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay (1000);
// }
}
结果按下一次按键，灯从亮变成了灭的状态，但是再也没有亮起来了。此时我依旧怀疑函数没有进入到中断函数，可能是我触发了其他的位置，导致灯熄灭了。但是没有找到其他能够使灯产生变化的程序，于是我再把注意力转移到回调函数这里。主函数中将灯的状态先变成灭，继续更改回调函数的内容
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
// extern unsigned int flag;
// if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//检测中断线
// {
// HAL_Delay (10);//消抖
// if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//如果按键真的按下
// {
// flag = !flag;//LED变化取反
// while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手检测
// }
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay (1000);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay (1000);
// }
}
按下按键发现灯由灭变成了亮，会不会是因为HAL_Delay(1000)延时太长了，于是我将它延时缩减为100，但是LED按下按键时依旧只有一次变化，如果进入中断函数，LED肯定会由灭变亮再灭，直到这一步依旧不敢确定是不是回调函数使LED产生了变化。直到发现LED的最终状态只和上面的第一个HAL_GPIO_WritePin()函数的GPIO_PIN_SET或者GPIO_PIN_RESET有关！我确定程序进入到了中断函数。于是开始重新测试回调函数里面的内容。
当我把这个函数里面的每一条语句都测试一遍的时候发现，除了HAL_Delay()函数不能达到延时的目的之外，其他语句都是正常工作执行的。此时自己就特别纳闷，为什么系统的延时函数不能延时呢？打开了延时函数的内容，发现CubeMX使根据系统时钟来定时的，并且延时精度为1ms
/**
* @brief This function provides minimum delay (in milliseconds) based
* on variable incremented.
* @note In the default implementation , SysTick timer is the source of time base.
* It is used to generate interrupts at regular time intervals where uwTick
* is incremented.
* @note This function is declared as __weak to be overwritten in case of other
* implementations in user file.
* @param Delay specifies the delay time length, in milliseconds.
* @retval None
*/
__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
uint32_t wait = Delay;
/* Add a freq to guarantee minimum wait */
if (wait < HAL_MAX_DELAY)
{
wait += (uint32_t)(uwTickFreq);
}
while ((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
{
}
}
当我把所有的HAL_Delay()函数都删除之后，发现程序可以正常执行，消抖的操作我使用了while循环延时，这时候终于可以舒了一口气~
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
extern unsigned int flag;
unsigned int count = 2500;
if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//检测中断线
{
while(count--);//消抖
if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//如果按键真的按下
{
flag = !flag;//LED变化取反
while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手检测
}
}
}
但是为什么这个时候延时函数不能在中断函数中使用，我在网上搜到了真相：中断函数中调用HAL_Delay()函数会进入死循环，具体的是因为延时函数利用SysTick延时，SysTick是内核中断，优先级别默认最低。虽然它一直在跑，但是没进入到中断来读取它的值，所以会进入死循环，具体的可以看这篇文章。中断里调用HAL_Delay()进入死循环的原因
一下午找出一个bug，虽然很代价很惨痛，但是最终还是找出来了。以后延时函数HAL_Delay()可不能随便使用了，特别是在中断里面。切记切记！
作者：soft sponge
