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為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

今天遇到一個慘痛的教訓，原因竟是定時器中斷裡不是使用

HAL_Delay()

函數。經過如下：

用CubeMX生成按鍵的外部中斷工程，Nucleo的闆子上PA5連接配接LED，PC13連接配接按鍵，并且外接上拉電阻。如圖

為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？
為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

于是在CubeMX配置PA5引腳和PC13引腳，一個作為推挽輸出，一個作為外部中斷，因為按鍵是上拉的，内部引腳配置為上拉輸入或者無上下拉均可，這裡我采用無上下拉

為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

配置完GPIO，就去配置中斷優先級了，這裡我選擇分組為2，兩個優先級均為0，記住中斷使能一定要勾上

為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

其他的工程命名就不必多說了，最後打開生成的工程主函數即是如此

為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

我們打開

MX_GPIO_Init()

這個函數看看，發現中斷線映射、分組以及使能均已配置完成

為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

那麼中斷函數在哪裡呢？打開工程裡面的

stm32f1xx_it.c

這個檔案，中斷函數就在這裡，但是其中隻有一個

HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler()

函數，傳進去的參數是

GPIO_PIN_13
為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

打開函數看看，裡面先把中斷的标志位清零，然後進入回調函數，下面出現了一個_weak的修飾符，想要了解具體的弱函數可以看看這篇文章stm32_HAL庫中__weak修飾符

為何HAL庫的工程“進入不了”外部中斷？

中斷的内容我們可以寫在

EXTI15_10_IRQHandler()

函數内，但是我們一般寫在回調函數

HAL_GPIO_EXTI_Callback()

函數内，回調函數可以寫在任何一個檔案裡面，隻要中斷函數的檔案裡引入頭檔案即可，在這裡我把它放在

gpio.c

的檔案中。因為經驗不足，接下來就是一下午才找出來的一個bug。

為了實作按鍵按下一次，可以改變LED亮滅的狀态，我在

main.h

檔案中定義一個

key

變量，記錄GPIO讀入按鍵的狀态（前面五個宏定義是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)

然後在主函數中定義一個全局變量flag，每次按鍵按下flag就取反

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * <h2><center>&copy; Copyright (c) 2020 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.</center></h2>
  *
  * 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****/

然後在

gpio.c

檔案中寫下回調函數的内容

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	extern unsigned int flag;
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//判斷中斷線
	{
		HAL_Delay (10);//消抖
		if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//10ms之後按鍵是按下的
		{
			flag = !flag;//LED的狀态取反
			while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手檢測
		}
	}
}

看起來按鍵檢測沒有任何問題，燒入程式之後按下按鍵，LED燈沒有任何變化。有兩種可能：一是程式根本沒有進入中斷函數；二是程式在某個地方陷入了一種死循環（類似于while循環等等）。起初我堅定地認為程式沒有進入中斷，于是再次檢查了一下

MX_GPIO_Init()

函數，檢查中斷是否使能。焦點當然放在了中斷的初始化上面。

/*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配置為下降沿進入中斷，映射到中斷線13，中斷使能，配置優先級。看起來都沒有什麼問題，我開始把中斷的内容寫在中斷函數

EXTI15_10_IRQHandler()

中，但是和當初一樣沒有任何變化。為了測試一下程式是否進入到中斷函數，我在回調函數裡面寫了一個簡單的變化

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
//	extern unsigned int flag;
//	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//檢測中斷線
//	{
//		HAL_Delay (10);//消抖
//		if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//如果按鍵真的按下
//		{
//			flag = !flag;//LED變化取反
//			while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手檢測
//  	}
		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);
//  }
}

結果按下一次按鍵，燈從亮變成了滅的狀态，但是再也沒有亮起來了。此時我依舊懷疑函數沒有進入到中斷函數，可能是我觸發了其他的位置，導緻燈熄滅了。但是沒有找到其他能夠使燈産生變化的程式，于是我再把注意力轉移到回調函數這裡。主函數中将燈的狀态先變成滅，繼續更改回調函數的内容

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
//	extern unsigned int flag;
//	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//檢測中斷線
//	{
//		HAL_Delay (10);//消抖
//		if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//如果按鍵真的按下
//		{
//			flag = !flag;//LED變化取反
//			while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手檢測
//  	}
		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);
//  }
}

按下按鍵發現燈由滅變成了亮，會不會是因為

HAL_Delay(1000)

延時太長了，于是我将它延時縮減為100，但是LED按下按鍵時依舊隻有一次變化，如果進入中斷函數，LED肯定會由滅變亮再滅，直到這一步依舊不敢确定是不是回調函數使LED産生了變化。直到發現LED的最終狀态隻和上面的第一個

HAL_GPIO_WritePin()

函數的

GPIO_PIN_SET

或者

GPIO_PIN_RESET

有關！我确定程式進入到了中斷函數。于是開始重新測試回調函數裡面的内容。

當我把這個函數裡面的每一條語句都測試一遍的時候發現，除了

HAL_Delay()

函數不能達到延時的目的之外，其他語句都是正常工作執行的。此時自己就特别納悶，為什麼系統的延時函數不能延時呢？打開了延時函數的内容，發現CubeMX使根據系統時鐘來定時的，并且延時精度為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)
  {
  }
}

當我把所有的

HAL_Delay()

函數都删除之後，發現程式可以正常執行，消抖的操作我使用了while循環延時，這時候終于可以舒了一口氣~

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
	extern unsigned int flag;
	unsigned int count = 2500;
	if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_13)//檢測中斷線
	{
		while(count--);//消抖
		if(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13))//如果按鍵真的按下
		{
			flag = !flag;//LED變化取反
			while(!HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC,GPIO_PIN_13));//松手檢測
  		}
	}
}

但是為什麼這個時候延時函數不能在中斷函數中使用，我在網上搜到了真相：中斷函數中調用

HAL_Delay()

函數會進入死循環，具體的是因為延時函數利用

SysTick

延時，

SysTick

是核心中斷，優先級别預設最低。雖然它一直在跑，但是沒進入到中斷來讀取它的值，是以會進入死循環，具體的可以看這篇文章。中斷裡調用

HAL_Delay()

進入死循環的原因

一下午找出一個bug，雖然很代價很慘痛，但是最終還是找出來了。以後延時函數

HAL_Delay()

可不能随便使用了，特别是在中斷裡面。切記切記！

hal stm32
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