EC11的中断实验——NVICEXTIseo优化

EC11的中断实验——NVICEXTI

news/2024/9/30 3:27:46

本文隶属于《GD32 示波器项目软件部分重难点及相关疑问解决》

4-EC11的中断实验——NVIC&EXTI

4-1 实验目标以及原理图

GD32E230外部中断EXTI（中断/事件控制器）包括21个相互独立的边沿检测电路并且能够向处理器内核产生中断请求或唤醒事件。

EXTI有三种触发类型：

上升沿触发
下降沿触发
任意沿触发

本次项目需要通过板载EC11旋转编码器来点亮&熄灭LED灯。正转一格点亮LED灯，反转一格熄灭LED灯。

4-2 旋转编码器原理——"旋转编码器"协议

旋转编码器一般有效的线是3根线，一根按键，两根用于输出信号判断顺时针和逆时针。我们分别称之为K1,K2,K3。

除去K3(按键），另外两根在旋转的时候的波形应该是这样的。

从图中可得抽象的"编码器”协议——

1. 由两根信号线组成。

2. 当旋转到一定位置的时候，某根信号电平由默认电平变为动作电平，从而产生上升沿或者下降沿。
（注：可计数单位时间上升沿/下降沿次数，从而实现速度的测量）

3. 两信号线形状相同，但是相位相差一定角度，从而可以判断方向（正转/反转）。

4-3 EC11编码器内部原理及连线

实物图

封装图

引脚介绍：

A、B、C：编码器数据引脚，C为公共端，A、B为信号端。

D、E：按键引脚，相当于按键开关。

6，7：固定编码器引脚，不接入电路。

编码原理

EC11编码器原理上相当于两个“按键"开关，只是按键的方式很特殊——是通过旋转实现的；两个开关之间被”按“下去的时刻有相位差。

图编码器等效原理图

而A和B上的信号在时间刻度上如下所示：

图 A、B两相电平图

关键点：

当向着箭头方向旋转的时候我们发现：A在下降沿的时刻B是高电平，A在上升沿的时刻B是低电平，
这可以表述为（A 下 B 1，A 上 B 0），记作表述1；
当方向取图中反向的时候，可以看出当A在下降沿的时刻B是低电平，A在上升沿的时刻B是高电平，
这可以表述为（A 下 B 0，A 上 B 1），记作表述2。

通过区别表述1 和表述2 ，就可以区别编码器的转向。

应用电路——包括有上拉电阻&无上拉电阻

无上拉电阻：初始化的时候，IO要配置内部上拉电阻，否则无法编码（图中KEY_L， KEY_R 的GPIO应该配置为上拉输入模式）；本试验原理图中为无上拉电阻的模式。

有上拉电阻：初始化的时候，IO不需要要配置内部上拉电阻，即配置普通模式（准双向、双向模式）即可。（图中R4、R5、R6非必要，可以不用接入电路）

防抖程序（软件消抖）：

EC11没防抖几乎不能工作，因为其抖动很厉害。在中断里写上串口打印语句，可以看到短时间内即使没有转动编码器，也会进入中断。

因此我们可以锁定A作为跳变沿检测中断引脚，在中断中记录下同一方向两个不同组合的状态，当完成一个【完整的表述】后我们就改变一次用于确定最终是否旋转的全局变量。

此处复习一下前面的内容：

A在下降沿的时刻B是高电平，A在上升沿的时刻B是低电平，这可以表述为（A 下 B 1，A 上 B 0），记作表述1；

A在下降沿的时刻B是低电平，A在上升沿的时刻B是高电平，这可以表述为（A 下 B 0，A 上 B 1），记作表述2。

所谓完整的表述，就是不仅仅检查A下降沿B的电平，也检查A上升沿B的电平。

例如，我们定义一个全局变量flag用于告诉主函数是否发生了旋钮旋转；定义一个全局变量val，当正向旋转编码器发生一次咔哒声后，我们将val++；当反向旋转编码器发生一次咔哒声后，我们将val--操作一次。

这样为了记录下完整的表述1和表述2，我们定义两个全局变量flag1和flag2，当没有进入中断的时候，默认我们将其初始化为0，当发生了属性为“下1”的中断后，我们将flag1=1;当发生了属性为“下0”的操作后我们记录flag2=1;这样下次再次进入中断后那结果只能是对应的“上0”或“上1”,这个时候我们将对val进行操作，同时将flag1和flag2清零，并记flag为1，这样我们可以在主函数识别出刚才发生了旋转操作，并在主函数中对其清零。

好了，思路有了，上程序的环节到了，先上没消抖的程序

仅仅检查A下降沿（几乎无法使用）

if(RESET != exti_interrupt_flag_get(EXTI_4))  //A相下降沿触发一次
{if((gpio_input_bit_get(GPIOB,GPIO_PIN_4) == RESET))//B相低电平，属于表述2{LED2(ON);LED3(OFF);}else//B相高电平，属于表述1{LED2(OFF);LED3(ON);}exti_interrupt_flag_clear(EXTI_4);
}
//不检查A相上升沿

再上消了抖的程序：

void EXTI4_15_IRQHandler(void)
{//消抖处理（需要首先配置成双向触发）if(gpio_input_bit_get(PHASE_A_GPIO,PHASE_A_PIN) == RESET)//如果是下降沿{//判断状态if(gpio_input_bit_get(PHASE_B_GPIO,PHASE_B_PIN) == RESET){flag1 = 1;}else if(gpio_input_bit_get(PHASE_B_GPIO,PHASE_B_PIN) == SET){flag2 = 1;}}else //如果是上升沿 gpio_input_bit_get(PHASE_A_GPIO,PHASE_A_PIN) == SET{if((flag1 == 1)&&(gpio_input_bit_get(PHASE_B_GPIO,PHASE_B_PIN) == SET)){val++;LED2(ON);LED3(OFF);flag1 = 0;//用于下一次检测flag2 = 0;//附加的一句，程序运行到这里，说明flag2==1是无效的，将之清零，防止其干扰下一步结果。}else if((flag2 == 1)&&(gpio_input_bit_get(PHASE_B_GPIO,PHASE_B_PIN) == RESET)){val--;LED2(OFF);LED3(ON);flag2 = 0;flag1 = 0;}printf("val =%d\r\n",val);}#endif
}