我在 2022 年 9 月重新寫了與本文內容相近的文章，建議可以觀看新文章：
前言
LibOpenCM3 是一個 Open-Source 的 ARM Cortex-M3 微控制器底層硬體函式庫，支援包含 STM32 在內的多種微控制器。
本文將以 STM32F103RB（Nucleo F103RB）作為示範，介紹如何使用 LibOpenCM3 寫出 STM32 的外部中斷（External interrupt，EXTI）。
正文
外部中斷最基本的應用就是按鈕。雖然可以使用輪詢的方式來感測按鈕是否有觸發，但這種做法不但消耗資源，也不保險（觸發當下可能剛好錯過輪詢），而使用外部中斷就不會有這樣的問題。
本文示範一個以按鈕觸發的外部中斷，每次按下按鈕時就會觸發指定的外部中斷，讓 LED 進行一次開或關。
程式全文
1/**
2 * @file main.c
3 * @brief Basic button external interrupt(EXTI).
4 */
5
6#include <libopencm3/stm32/rcc.h>
7#include <libopencm3/stm32/gpio.h>
8#include <libopencm3/stm32/exti.h>
9#include <libopencm3/cm3/nvic.h>
10
11void led_setup(void)
12{
13 rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);
14 gpio_set_mode(GPIOA,
15 GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ,
16 GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL,
17 GPIO5);
18}
19
20
21void button_setup(void)
22{
23 rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC);
24 rcc_periph_clock_enable(RCC_AFIO);
25
26 nvic_enable_irq(NVIC_EXTI15_10_IRQ);
27
28 gpio_set_mode(GPIOC,
29 GPIO_MODE_INPUT,
30 GPIO_CNF_INPUT_FLOAT,
31 GPIO13);
32
33 exti_select_source(EXTI13, GPIOC);
34 exti_set_trigger(EXTI13, EXTI_TRIGGER_FALLING);
35 exti_enable_request(EXTI13);
36}
37
38/**
39 * @brief EXTI15~10 Interrupt service routine.
40 */
41void exti15_10_isr(void)
42{
43 exti_reset_request(EXTI13);
44 gpio_toggle(GPIOA, GPIO5);
45}
46
47int main(void)
48{
49 led_setup();
50 button_setup();
51
52 while (1)
53 {
54 __asm__("nop");
55 }
56
57 return 0;
58}
程式說明
引入函式庫
1#include <libopencm3/stm32/rcc.h>
2#include <libopencm3/stm32/gpio.h>
3#include <libopencm3/stm32/exti.h>
4#include <libopencm3/cm3/nvic.h>
除了基本的「RCC」與「GPIO」函式庫外，要使用外部中斷還需要「EXTI」與「NVIC」這兩個函式庫。
其中「EXTI」包含了外部中斷（External interrupt）的相關功能。「NVIC」是「Nested vectored interrupt controller」的意思，是 ARM Cortex-M3 中負責管理所有中斷的核心功能，包含了中斷優先級、中斷請求（Interrupt request，IRQ）、中斷旗標等。
注意是
libopencm3/cm3/nvic.h而非libopencm3/stm32/nvic.h。
設定 LED
1void led_setup(void)
2{
3 rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOA);
4 gpio_set_mode(GPIOA,
5 GPIO_MODE_OUTPUT_2_MHZ,
6 GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL,
7 GPIO5);
8}
函數 led_setup() 負責設定 LED。
rcc_periph_clock_enable()用來致能目標 LED 所在 GPIO Port-A 的 Clock。gpio_set_mode()設定 LED 所在的 PA5 為最高速度 2 MHz 的推輓式（Push-Pull）輸出。
設定按鈕及 EXTI
1void button_setup(void)
2{
3 rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC);
4 rcc_periph_clock_enable(RCC_AFIO);
5
6 nvic_enable_irq(NVIC_EXTI15_10_IRQ);
7
8 gpio_set_mode(GPIOC,
9 GPIO_MODE_INPUT,
10 GPIO_CNF_INPUT_FLOAT,
11 GPIO13);
12
13 exti_select_source(EXTI13, GPIOC);
14 exti_set_trigger(EXTI13, EXTI_TRIGGER_FALLING);
15 exti_enable_request(EXTI13);
16}
函數 button_setup() 負責按鈕的相關設定。
- RCC
rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC)致能按鈕本身所在的 GPIO Port-C 的 Clock。rcc_periph_clock_enable(RCC_AFIO)致能 Alternate function I/O（AFIO） 的 Clock。使用外部中斷必須啟用 AFIO。
nvic_enable_irq(NVIC_EXTI15_10_IRQ)致能「EXTI-10 到 15」的中斷請求（Interrupt request，IRQ）。我使用的 STM32 中 EXTI-10 到 15 的 IRQ 是共用的，它們都會對應到相同的中斷服務程序（ISR）。我要使用的是 EXTI-13，所以要對「EXTI15_10」進行設定。gpio_set_mode()將按鈕所在的 PC13 設定成浮接輸入（Input float）模式。- EXTI
exti_select_source(EXTI13, GPIOC)選擇 EXTI 的來源為 「EXIT-13」，「GPIO Port-C」，也就是「PC13」。exti_set_trigger(EXTI13, EXTI_TRIGGER_FALLING)設定 「EXTI-13」的觸發方式為「Falling（負緣）」。exti_enable_request(EXTI13)致能「EXTI-13」的中斷請求。
中斷服務程序 ISR
1/**
2 * @brief EXTI15~10 Interrupt service routine.
3 */
4void exti15_10_isr(void)
5{
6 exti_reset_request(EXTI13);
7 gpio_toggle(GPIOA, GPIO5);
8}
函數 exti15_10_isr() 是「EXTI-10 到 15」的中斷服務程序（Interrupt service routine，ISR）。當「EXTI-10 到 15」發生中斷時就會執行這裡的程式。此函數名稱是規定好的，不能打錯。
exti_reset_request(EXTI13)會清除來自「EXTI-13」的中斷請求旗標。gpio_toggle(GPIOA, GPIO5)是讓 LED（PA5）的輸出反轉，進行 LED 的開關，也就是我們要的功能——每次按下按鈕 LED 就開或關一次。
主程式
1int main(void)
2{
3 led_setup();
4 button_setup();
5
6 while (1)
7 {
8 __asm__("nop");
9 }
10
11 return 0;
12}
主程式先依序呼叫 led_setup() 與 button_setup() 來完成設定，隨後就進入一個無限空迴圈，等待中斷的觸發。
__asm__("nop")會嵌入組合語言的「nop（無操作）」指令。
結語
本次文章內介紹的程式我也有放在 GitHub 上，可以直接載下來並使用 PlatformIO 開始專案。
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