单片机STM32的几种输入模式以及外部中断的配置

　　STM32F5

　　简介

　　ARM公司的高性能”Cortex-M3”内核1.25DMips/MHz，而ARM7TDMI只有0.95DMips/MHz一流的外设1μs的双12位ADC，4兆位/秒的UART，18兆位/秒的SPI，18MHz的I/O翻转速度低功耗

　　在72MHz时消耗36mA（所有外设处于工作状态），待机时下降到2μA最大的集成度复位电路、低电压检测、调压器、精确的RC振荡器等简单的结构和易用的工具

　　参数

　　12V-36V供电兼容5V的I/O管脚优异的安全时钟模式带唤醒功能的低功耗模式内部RC振荡器内嵌复位电路

　　工作温度范围：

　　-40°C至+85°C或105°C

　　101性能

　　36MHz CPU　多达16K字节SRAM 1x12位ADC温度传感器

　　103性能

　　特点

　　内核：ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法。

　　存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器。

　　

　　时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。上电复位（POR）、掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD）。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。

　　低功耗：3种低功耗模式：休眠，停止，待机模式。为RTC和备份寄存器供电的VBAT。

　　调试模式：串行调试（SWD）和JTAG接口。

　　DMA：12通道DMA控制器。支持的外设：定时器，ADC，DAC，SPI，IIC和UART。

　　3个12位的us级的A/D转换器（16通道）：A/D测量范围：0-3.6V。双采样和保持能力。片上集成一个温度传感器。

　　2通道12位D/A转换器：STM32F103xC，STM32F103xD，STM32F103xE独有。

　　最多高达112个的快速I/O端口：根据型号的不同，有26，37，51，80，和112的I/O端口，所有的端口都可以映射到16个外部中断向量。除了模拟输入，所有的都可以接受5V以内的输入。

　　最多多达11个定时器：4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器。2个16位的6通道高级控制定时器：最多6个通道可用于PWM输出。2个看门狗定时器（独立看门狗和窗口看门狗）。Systick定时器：24位倒计数器。2个16位基本定时器用于驱动DAC。

　　最多多达13个通信接口：2个IIC接口（SMBus/PMBus）。5个USART接口（ISO7816接口，LIN，IrDA兼容，调试控制）。3个SPI接口（18 Mbit/s），两个和IIS复用。CAN接口（2.0B）。USB 2.0全速接口。SDIO接口。

　　ECOPACK封装：STM32F103xx系列微控制器采用ECOPACK封装形式。

　　系统作用

　　1、集成嵌入式Flash和SRAM存储器的ARM Cortex-M3内核。和8/16位设备相比，ARM Cortex-M3 32位RISC处理器提供了更高的代码效率。STM32F103xx微控制器带有一个嵌入式的ARM核，所以可以兼容所有的ARM工具和软件。

　　2、嵌入式Flash存储器和RAM存储器：内置多达512KB的嵌入式Flash，可用于存储程序和数据。多达64KB的嵌入式SRAM可以以CPU的时钟速度进行读写（不待等待状态）。

　　3、可变静态存储器（FSMC）：FSMC嵌入在STM32F103xC，STM32F103xD，STM32F103xE中，带有4个片选，支持四种模式：Flash，RAM，PSRAM，NOR和NAND。3个FSMC中断线经过OR后连接到NVIC。没有读/写FIFO，除PCCARD之外，代码都是从外部存储器执行，不支持Boot，目标频率等于SYSCLK/2，所以当系统时钟是72MHz时，外部访问按照36MHz进行。

　　4、嵌套矢量中断控制器（NVIC）：可以处理43个可屏蔽中断通道（不包括Cortex-M3的16根中断线），提供16个中断优先级。紧密耦合的NVIC实现了更低的中断处理延迟，直接向内核传递中断入口向量表地址，紧密耦合的NVIC内核接口，允许中断提前处理，对后到的更高优先级的中断进行处理，支持尾链，自动保存处理器状态，中断入口在中断退出时自动恢复，不需要指令干预。

　　5、外部中断/事件控制器（EXTI）：外部中断/事件控制器由用于19条产生中断/事件请求的边沿探测器线组成。每条线可以被单独配置用于选择触发事件（上升沿，下降沿，或者两者都可以），也可以被单独屏蔽。有一个挂起寄存器来维护中断请求的状态。当外部线上出现长度超过内部APB2时钟周期的脉冲时，EXTI能够探测到。多达112个GPIO连接到16个外部中断线。

　　

　　6、时钟和启动：在启动的时候还是要进行系统时钟选择，但复位的时候内部8MHz的晶振被选用作CPU时钟。可以选择一个外部的4-16MHz的时钟，并且会被监视来判定是否成功。在这期间，控制器被禁止并且软件中断管理也随后被禁止。同时，如果有需要（例如碰到一个间接使用的晶振失败），PLL时钟的中断管理完全可用。多个预比较器可以用于配置AHB频率，包括高速APB（PB2）和低速APB（APB1），高速APB最高的频率为72MHz，低速APB最高的频率为36MHz。

　　7、Boot模式：在启动的时候，Boot引脚被用来在3种Boot选项种选择一种：从用户Flash导入，从系统存储器导入，从SRAM导入。Boot导入程序位于系统存储器，用于通过USART1重新对Flash存储器编程。

　　8、电源供电方案：VDD ，电压范围为2.0V-3.6V，外部电源通过VDD引脚提供，用于I/O和内部调压器。VSSA和VDDA，电压范围为2.0-3.6V，外部模拟电压输入，用于ADC，复位模块，RC和PLL，在VDD范围之内（ADC被限制在2.4V），VSSA和VDDA必须相应连接到VSS和VDD。VBAT，电压范围为1.8-3.6V，当VDD无效时为RTC，外部32KHz晶振和备份寄存器供电（通过电源切换实现）。

　　9、电源管理：设备有一个完整的上电复位（POR）和掉电复位（PDR）电路。这条电路一直有效，用于确保从2V启动或者掉到2V的时候进行一些必要的操作。当VDD低于一个特定的下限VPOR/PDR时，不需要外部复位电路，设备也可以保持在复位模式。设备特有一个嵌入的可编程电压探测器（PVD），PVD用于检测VDD，并且和VPVD限值比较，当VDD低于VPVD或者VDD大于VPVD时会产生一个中断。中断服务程序可以产生一个警告信息或者将MCU置为一个安全状态。PVD由软件使能。

　　10、电压调节：调压器有3种运行模式：主（MR），低功耗（LPR）和掉电。MR用在传统意义上的调节模式（运行模式），LPR用在停止模式，掉电用在待机模式：调压器输出为高阻，核心电路掉电，包括零消耗（寄存器和SRAM的内容不会丢失）。

　　11、低功耗模式：STM32F103xx支持3种低功耗模式，从而在低功耗，短启动时间和可用唤醒源之间达到一个最好的平衡点。休眠模式：只有CPU停止工作，所有外设继续运行，在中断/事件发生时唤醒CPU；停止模式：允许以最小的功耗来保持SRAM和寄存器的内容。1.8V区域的时钟都停止，PLL，HSI和HSE RC振荡器被禁能，调压器也被置为正常或者低功耗模式。设备可以通过外部中断线从停止模式唤醒。外部中断源可以使16个外部中断线之一，PVD输出或者TRC警告。待机模式：追求最少的功耗，内部调压器被关闭，这样1.8V区域断电。PLL，HSI和HSE RC振荡器也被关闭。在进入待机模式之后，除了备份寄存器和待机电路，SRAM和寄存器的内容也会丢失。当外部复位（NRST引脚），IWDG复位，WKUP引脚出现上升沿或者TRC警告发生时，设备退出待机模式。进入停止模式或者待机模式时，TRC，IWDG和相关的时钟源不会停止。

　　STM32的输入有4种输入模式：

　　模拟输入 GPIO_AIN

　　用于AD转换

　　浮空输入 GPIO_IN_FLOATING

　　引脚处于浮空模式，电平状态是不确定的。外部信号输入什么，IO口就是什么状态。

　　上拉输入 GPIO_IPU

　　防止IO口出现不确定的状态，比如，当IO口悬空时，就会通过内部的上拉电阻将该点钳位在高电平。

　　下拉输入 GPIO_IPD

　　功能与上拉电阻类似，防止IO口出现不确定的状态，比如，当IO口悬空时，就会通过内部的下拉电阻将该点钳位在低电平。

　　STM32中空的I/O管脚是高电平还是低电平取决于具体情况。

　　1、IO端口复位后处于浮空状态，也就是其电平状态由外围电路决定。

　　2、STM32上电复位瞬间I/O口的电平状态默认是浮空输入，因此是高阻。做到低功耗。

　　3、STM32的IO管脚配置口默认为浮空输入，把选择权留给用户，这是一个很大的优势：一方面浮空输入确保不会出现用户不希望的默认电平（此时电平取决于用户的外围电路）;另一方面降低了功耗，因为不管是上拉还是下拉都会有电流消耗。从另一个角度来看，不管I/O管脚的默认配置如何，还是需要在输出的管脚外加上拉或下拉，这是为了保证芯片上电期间和复位时输出的管脚始终处于已知的电平。

　　4、在没有任何操作的情况下，STM32通用推挽输出模式的引脚默认低电平，也就是有电的状态。所以在配置的时候通常会先把引脚的电平设置拉高，让电路不产生电流。有电到没电这一过程也就是引脚电平从低到高的过程。

　　5、STM32的I/O管脚有两种：TTL和CMOS，所有管脚都兼容TTL和CMOS电平。也就是说从输入识别电压上看，所有管脚不管是TTL管脚还是CMOS管脚都可以识别TTL或CMOS电平。c