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一、实验名称

EXTI 外部中断控制流水灯启停实验（标准外设库，按键中断控制 PA0/PA1/PA2、PC13 流水灯暂停 / 继续）

二、实验目的

1. 掌握 STM32 外部中断 EXTI 的配置原理，理解 AFIO、EXTI、NVIC 中断控制器的工作流程。
2. 掌握 GPIO 输入模式配置，理解 GPIO 输入相关底层寄存器。
3. 学会使用外部中断触发标志位，控制主循环流水灯的暂停与继续。
4. 理解中断优先级、中断服务函数、中断标志位清除操作。
5. 对照底层寄存器，看懂标准外设库 EXTI、GPIO、NVIC 库函数对应的硬件寄存器操作。

三、实验硬件

STM32F103C8T6 最小系统板

• LED：PA0、PA1、PA2 外接 LED；PC13 板载 LED（低电平点亮）
• 按键：PA0 引脚作为外部中断输入按键，下降沿触发（按键按下产生下降沿，触发外部中断）

四、实验原理与程序设计思路

整体设计思路

1. LED 部分：复用实验 2 的 GPIO 推挽输出配置，PA0、PA1、PA2、PC13 配置为推挽输出，默认全部熄灭，主循环轮流点亮，实现流水灯。

2. 按键外部中断部分

   1. 开启 GPIOA、AFIO 复用功能时钟；
   2. 将 PA0 配置为上拉输入模式，作为按键输入引脚；
   3. AFIO 配置，将 PA0 映射到 EXTI 外部中断线 0；
   4. EXTI 配置：EXTI 线 0，下降沿触发，开启中断；
   5. NVIC 配置：配置 EXTI0 中断通道，设置抢占优先级与子优先级，使能中断；

3. 中断服务函数

   ：当按键按下，触发 EXTI0 中断，翻转全局标志变量

   run_flag

   run_flag=1`：流水灯正常运行；

   run_flag=0`：流水灯暂停；

4. 主循环逻辑：while (1) 循环内判断run_flag，标志为 1 时执行流水灯点亮 + 延时；标志为 0 时跳过流水灯代码，保持灯状态不变，实现暂停。

底层寄存器说明（GPIO、EXTI、AFIO、NVIC）

STM32F103，APB2 总线

1. GPIOA 寄存器（PA0，既可以做 LED 输出，本实验 PA0 用作按键输入）

GPIOA 基地址：0x40010800

表格

GPIOC 基地址：0x40011000PC13 属于引脚 13，由GPIOC_CRH(0x40011004)寄存器配置。

2. AFIO 复用寄存器（外部中断引脚映射）

AFIO 基地址：0x40010000AFIO_EXTICR1偏移 0x08，地址0x40010008作用：选择 EXTI 线 0 对应的 GPIO 端口，写入 0000 代表选择 GPIOA 的 PA0。

3. EXTI 外部中断寄存器（EXTI 基地址：0x40010400）

表格

4. NVIC 嵌套向量中断控制器（内核寄存器，Cortex-M3）

NVIC 用于管理中断优先级、使能中断通道。NVIC_ISER：中断使能寄存器，使能 EXTI0 中断通道；NVIC_IPR：中断优先级寄存器，设置抢占优先级、子优先级。

5. RCC APB2 时钟使能寄存器

RCC 基地址0x40021000，RCC_APB2ENR偏移 0x18，地址0x40021018bit2：GPIOA 时钟；bit0：AFIO 时钟；bit4：GPIOC 时钟。必须先开启时钟，外设才可以工作。

五、完整源代码

#include "stm32f10x.h" #include "Delay.h" uint8_t run_flag = 1; void LED_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13; GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct); GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2); GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); } void KEY_EXTI_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct; NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE); GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0); EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0; EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStruct); NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; NVIC_Init(&NVIC_InitStruct); } void EXTI0_IRQHandler(void) { if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET) { run_flag = !run_flag; EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); } } int main(void) { LED_Init(); KEY_EXTI_Init(); while(1) { if(run_flag == 1) { GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2); GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); Delay_ms(1000); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0); GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2); GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); Delay_ms(1000); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1); GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_2); GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); Delay_ms(1000); GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2); GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_13); Delay_ms(1000); } } }

六、实验步骤

1. 在 Keil MDK 中打开工程，添加stm32f10x_gpio.c、stm32f10x_exti.c、stm32f10x_nvic.c、stm32f10x_rcc.c库文件。
2. 配置头文件路径，宏定义STM32F10X_MD,USE_STDPERIPH_DRIVER。
3. 写入 main.c 代码，编译工程，无报错后进入 Debug 仿真。
4. 软件仿真：打开逻辑分析仪，添加PORTA.0、PORTA.1、PORTA.2、PORTC.13，观察流水波形。
5. 仿真触发 PA0 按键下降沿，触发 EXTI0 中断，观察run_flag翻转，流水灯暂停 / 继续。
6. 硬件下载：将程序下载至 STM32 开发板，按下 PA0 按键，切换流水灯启停状态。

七、实验现象与结果分析

实验现象

1. 上电后，流水灯默认开启，PA0→PA1→PA2→PC13 依次点亮，每个灯保持 1s，循环往复。
2. 按下 PA0 按键，触发外部中断，run_flag翻转，流水灯立刻暂停，LED 保持当前状态。
3. 再次按下按键，run_flag再次翻转，流水灯恢复继续流动。

时序与中断分析

1. 中断触发：按键按下，PA0 电平由高变低，产生下降沿，EXTI0 检测到下降沿，置起中断挂起标志，进入中断服务函数。
2. 中断服务函数：只翻转全局标志run_flag，必须清除 EXTI 中断挂起位，否则会持续反复进入中断。
3. 主循环特点：中断不会打断延时函数，需要等待当前Delay_ms(1000)执行完毕，才会判断 run_flag。

八、实验总结

1. 外部中断配置流程：开启时钟 (GPIO+AFIO) → GPIO 输入配置 → AFIO 中断线映射 → EXTI 触发方式配置 → NVIC 中断优先级配置，顺序不能颠倒。
2. 中断服务函数中，必须手动清除 EXTI 的中断挂起标志位，否则会重复触发中断，程序异常。
3. 中断只做标志位翻转，业务逻辑放在主循环，是嵌入式标准开发规范。
4. GPIO 输入模式使用 CRL 寄存器配置，IDR 寄存器读取引脚电平；EXTI、AFIO 配合实现引脚外部中断功能，NVIC 负责内核中断管理。
5. 本实验使用全局变量run_flag实现中断与主循环之间的信息交互，实现按键控制流水灯暂停、继续。