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嵌入式按键原理、中断过程与中断程序设计（键盘扫描程序）

news 来源：原创 2025/7/12 19:50:32

按键去抖动

 通常的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时，电压信号波型如下图。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为

5ms～10ms。

低电平有效

CNFy=10 → 上拉/下拉输入模式。
MODEy=00 → 输入模式（忽略速度）。

中断

从发展过程来看：

 中断 (interrupt) 最初被用来替换 I/O 操作的轮询处理方式，以提高I/O 处理的效率。

 随后，中断又包含了自陷 (trap ，也称为内部中断或是软件中断) 的功能。

 后来，中断的概念得到进一步扩大，被定义为导致程序正常执行流程发生改变的事件 ( 不包括程序的分支情况) 。可把概念被扩大的中断称为广义中断。

实际应用中，广义的中断通常被分为中断(Interrupt)、自陷 (Traps)和异常(exception)等类别。

 中断是由于 CPU 外部的原因而改变程序执行流程的过程，属于异步事件，又称为硬件中断。自陷和异常则为同步事件；

 自陷表示通过处理器所拥有的软件指令、可预期地使处理器正在执行的程序的执行流程发生变化，以执行特定的程序。自陷是显式的事件，需要无条件地执行；

 Motorola 68000 系列中的 Trap 指令

 ARM 中的 SWI 指令

 Intel 80x86 中的 INT 指令

异常为 CPU 自动产生的自陷，以处理异常事件。

 如被 0 除、执行非法指令和内存保护故障等。

 异常没有对应的处理器指令，当异常事件发生时，处理器也需要无条件地挂起当前运行的程序，执行特定的处理程序

STM32的中断

CM3 内核支持256 个中断，其中包含了16 个内核中断和240个外部中断，并且具有256级的可编程中断设置。但STM32 只用了CM3 内核的一部分。

 STM32 有 76 个中断，包括16 个内核中断和60 个可屏蔽中断，具有 16 级可编程的中断优先级。

 常用的就是这60 个可屏蔽中断，以下介绍的就是这60 个可屏蔽中断。

 NVIC 是(Nested vectoredinterrupt controller，嵌套向量中断控制器)；用于为中断分组，从而分配抢占优先级和响应优先级。

ISER[2]：ISER 全称是：Interrupt Set-Enable Registers，这是一个中断使能寄存器组。上面说了STM32 的可屏蔽中断只有 60 个，这里用了2 个32 位的寄存器，总共可以表示64 个中断。而STM32 只用了其中的前60 位。

ISER[0]的 bit0~bit31 分别对应中断0~31。ISER[1]的bit0~27对应中断32~59；这样总共60 个中断就分别对应上了。你要使能某个中断，必须设置相应的ISER位为1 ，使该中断被使能(这里

仅仅是使能，还要配合中断分组、屏蔽、IO 口映射等设置才算是一个完整的中断设置)。

IPR[15]：全称是：Interrupt Priority Registers，是一个中断优先级控制的寄存器组。这个寄存器组相当重要！STM32 的中断分组与这个寄存器组密切相关。

IPR 寄存器组由15 个32bit 的寄存器组成，每个可屏蔽中断占用8bit，这样总共可以表示15*4=60 个可屏蔽中断。刚好和STM32 的可屏蔽中断数相等。IPR[0]的[31~24]， [23~16]，[15~8]，[7~0]分别对应中中断3~0，依次类推，总共对应60 个外部中断。

EXTI （ External interrupt/event controller ） — 外部中断/ 事件控制器，管理了控制器的 20 个中断 /

事件线。每个中断 / 事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿

的检测。 EXTI 可以实现对每个中断 / 事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及

触发事件的属性。

EXTI 支持配置 20 个中断和事件屏蔽位；

GPIO 端口连接到 16 个外部中断 / 事件线上 ;EXTI_Line0—EXTI_Line15 ；

EXTI_Line16 连接到 PVD 输出 ;

EXTI_Line17 连接到 RTC 闹钟事件 ;

EXTI_Line18 连接到 USB 唤醒事件 ;

EXTI_Line19 连接到以太网唤醒事件 ( 只适用于互联型产品 );

STM32键盘中断编程

1 ) 初始化IO口为输入。

 这一步设置你要作为外部中断输入的 IO 口的状态，可以设置为上拉/ 下拉输入，也可以设置为浮空输入，但浮空的时候外部一定要带上拉，或者下拉电阻。否则可能导致中断不停的触发。在干扰较大的地方，就算使用了上拉/ 下拉，也建议使用外部上拉/ 下拉电阻，这样可以一定程度防止外部干扰带来的影响。

 GPIOC->CRL&=0XFFFFF000;//PC0-2设置成输入 清零PC0、PC1、PC2的配置位

 GPIOC->CRL|=0X00000888; 设置PC0、PC1、PC2为上拉/下拉输入

CNFy[1:0]=10：上拉/下拉输入模式。
MODEy[1:0]=00：输入模式（忽略输出速度）。

2 ) 开启IO口复用时钟，设置IO口与中断线的映射关系。

 STM32 的 IO 口与中断线的对应关系需要配置外部中断配置寄存器 EXTICR ，这样我们要先开启复用时钟，然后配置 IO 口与中断线的对应关系。才能把外部中断与中断线连接起来。

 RCC->APB2ENR|=1<<4; // 使能 PORTC 时钟

3 ) 开启与该IO口相对的线上中断/ 事件，设置触发条件。

 这一步，我们要配置中断产生的条件， STM32 可以配置成上升沿触发，下降沿触发，或者任意电平变化触发，但是不能配置成高电平触发和低电平触发。这里根据自己的实际情况来配置，

同时要开启中断线上的中断。这里需要注意的是：如果使用外部中断，并设置该中断的EMR 位的话，会引起软件仿真不能跳到中断，而硬件上是可以的。而不设置EMR ，软件仿真就可以

进入中断服务函数，并且硬件上也是可以的。建议不要配置EMR位。

Ex_NVIC_Config(GPIO_C,0,FTIR); // 下降沿触发

Ex_NVIC_Config(GPIO_C,1,FTIR); // 下降沿触发

Ex_NVIC_Config(GPIO_C,2,FTIR); // 下降沿触发

4 ) 配置中断分组(NVIC)，并使能中断。

 这一步，我们就是配置中断的分组，以及使能，对 STM32 的中断来说，只有配置了NVIC 的设置，并开启才能被执行，否则是不会执行到中断服务函数里面去的。

MY_NVIC_Init(2,2,EXTI0_IRQChannel,2); //抢占2，子优先级2，组2

5 ) 编写中断服务函数。

 这是中断设置的最后一步，中断服务函数，是必不可少的，如果在代码里面开启了中断，但是没编写中断服务函数，就可能引起硬件错误，从而导致程序崩溃！所以在开启了某个中断后，一定

要记得为该中断编写服务函数。在中断服务函数里面编写你要执行的中断后的操作。

void EXTI0_IRQHandler(void)

{ …………

EXTI->PR=1<<0; //清除LINE0上的中断标志位

}

低电平有效

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