STM32外部中断（EXTI）以及旋转编码器的简介

一、外部中断机制概述 

中断是指当主程序执行期间出现特定触发条件（即中断源）时，CPU将暂停当前任务，转而执行相应的中断服务程序（ISR），待处理完成后恢复原程序的运行流程。该机制通过事件驱动方式显著提升系统效率，其优势在于可将中断事件与定时器任务从主循环中剥离，从而减少内核资源占用（例如避免使用阻塞式延时函数）。

二、中断优先级管理  

在多个中断源并发请求的场景下，CPU需根据预设的优先级策略进行仲裁，优先处理紧急程度更高的中断请求。优先级机制包含两种类型： 

1. 抢占优先级：允许高优先级中断打断正在执行的低优先级中断服务程序，形成中断嵌套 

2. 响应优先级：决定相同抢占优先级中断的排队顺序 

三、STM32中断体系架构 

STM32微控制器提供多种可屏蔽中断通道，包括EXTI（外部中断）、定时器（TIM）、模数转换器（ADC）等，各通道均支持16级可编程优先级。其中嵌套向量中断控制器（NVIC）作为核心管理单元，负责优先级分配及与CPU的通信。 

典型中断源示例： 

- WWDG：窗口看门狗中断 

- PVD：电源电压检测中断 

- RTC：实时时钟中断 

- FLASH：存储器操作中断 

- EXTI0~15：外部引脚中断 

四、中断向量与优先级分组 

中断响应通过硬件自动跳转至中断向量表实现。NVIC采用4位优先级寄存器（取值范围0-15），可通过位域划分配置抢占优先级与响应优先级的比例。 

五、外部中断（EXTI）工作原理 

EXTI模块通过监测GPIO端口的电平变化（支持上升沿、下降沿及双边沿触发模式）向NVIC发起中断请求。其特点包括： 

1. 所有GPIO端口均可触发中断，但同编号引脚（如PA0与PB0）不可同时使用 

2. 除GPIO外，还支持PVD输出、RTC闹钟等唤醒事件 

3. 提供20个中断/事件通道，其中： 

   - 中断模式：触发CPU中断服务 

   - 事件模式：直接联动其他外设而不中断CPU 

应用场景建议： 

- 适合处理高频信号（如旋转编码器） 

- 对于长时信号（如按键输入），建议采用定时器中断 

六、复用功能与引脚配置 

AFIO（Alternate Function IO）模块主要实现： 

1. 中断引脚选择：通过数据选择器将特定GPIO映射至EXTI通道（如EXTI0通道可配置为PA0/PB0/PC0等） 

2. 特殊功能直连：PVD、USB等信号直接接入EXTI系统 

3. 引脚功能重映射：支持外设功能的引脚重新配置 

注：EXTI9_5与EXTI15_10采用复合通道设计，需通过状态标志位识别具体中断源。

旋转编码器简介

• 旋转编码器：用来测量位置、速度或旋转方向的装置，当其旋转轴旋转时，其输出端可以输出与旋转速度和方向对应的方波信号，读取方波信号的频率和相位信息即可得知旋转轴的速度和方向
• 类型：机械触点式/霍尔传感器式/光栅式
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硬件电路