学习 GPIO 输入 是迈向“人机交互”的关键一步。现在我们将以 PA0 引脚连接按键，PC13 引脚控制 LED 为例。学习两种最常用的方法：轮询扫描（Polling） 和 外部中断（EXTI）

准备工作：硬件连接

1. LED: 最小开发板自带，连接在 PC13（低电平点亮）。
2. 按键: 找一个轻触按键。
   • 一端连接到 PA0。
   • 另一端连接到 GND。
   • 原理：平时 PA0 是高电平，按键按下时 PA0 变成低电平。

实验一：轮询扫描（Button Scanning）

这种方法就像警察“查岗”，在 while(1) 循环里不断地看 PA0 的状态。

1. CubeIDE 配置 (ioc 文件)

• PC13: 保持 GPIO_Output【最小开发板上的灯，低电平点亮】
• PA0: 设置为 GPIO_Input。
• 关键配置 (GPIO 选项卡)：
  • 点击 PA0，将 GPIO Pull-up/Pull-down 设置为 Pull-up（上拉）【PA0 默认为高电平，当按键按下时，将 PA0 拉低到 GND】
  • 原因：这样当按键没按下时，内部电阻会把 PA0 稳定在 3.3V（高电平），防止引脚“浮空”导致电平乱跳。

2. 代码实现

在 main.c 的 while(1) 中编写：

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/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
  // 1. 读取 PA0 的电平状态
  if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) // 如果读到低电平（按键按下）
  {
    // 2. 软件消抖：按键是机械结构，按下时会产生几毫秒的杂波
    HAL_Delay(20); 
    
    // 3. 再次确认是否按下
    if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
    {
      // 4. 执行动作：翻转 LED
      HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
      
      // 5. 等待按键松开（死循环直到变回高电平），防止长按导致灯疯狂闪烁
      while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);
    }
  }
}

实验二：外部中断（EXTI）

轮询扫描很占 CPU 资源。中断 则像“报警器”：CPU 平时去干别的事，按键一按下，硬件自动触发一个信号通知 CPU 来处理。

1. CubeIDE 配置 (ioc 文件)

• PA0: 修改为 GPIO_EXTI0。
• GPIO 设置:
  • GPIO mode: 选择 External Interrupt Mode with Falling edge trigger（下降沿触发，即电平从 1 变 0 的瞬间触发）。
  • GPIO Pull-up/Pull-down: 保持 Pull-up。
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• NVIC 设置 (最重要！):
  • 点击左侧 System Core -> NVIC。
  • 勾选 EXTI line0 interrupt 后面的 Enabled 框。如果不勾，中断永远不会发生！
  • ![[Pasted image 20251220204306.png]]

为什么勾选 EXTI line 0？ “EXTI line 0” 其实是 STM32 中断分配机制中的一个“频道”。STM32 的 GPIO 引脚非常多（PA0PA15, PB0PB15…），但中断线（Line）资源是有限的

• 对应关系：引脚的编号决定了它属于哪条线。
  • PA0, PB0, PC0, PD0 … 全部连接到 EXTI Line 0。
  • PA1, PB1, PC1, PD1 … 全部连接到 EXTI Line 1。
• 排他性（重要）：虽然 PA0 和 PB0 都能连到 Line 0，但同一时刻 Line 0 只能选择其中一个引脚。你不能同时把 PA0 和 PB0 都设为中断。

2. 代码实现

中断不需要写在 while(1) 里。HAL 库会自动调用一个名为“回调函数”的地方。你只需要在 main.c 的末尾（USER CODE BEGIN 4 之后）加上这个函数：

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/* USER CODE BEGIN 4 */
// 当 PA0 触发中断时，系统会自动跳到这个函数执行
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
  if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) // 确保是 PA0 产生的中断
  {
    // 翻转 LED
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
  }
}
/* USER CODE END 4 */

对比

两种方法的深度对比

常见坑点（避坑指南）

1. 忘记开 NVIC 中断开关：这是 EXTI 实验失败的 90% 原因。
2. 中断里加了很长的延时：中断服务函数要求“快进快出”，如果在里面写 HAL_Delay(1000)，系统可能会卡死或错过其他重要任务。
3. 引脚悬空：如果不配置内部上拉（Pull-up），你的灯可能会因为你手指靠近板子而自己乱闪。

扩展资料：常见中断类型

STM32 的中断分为三大类：系统异常、外部中断 (EXTI) 和 外设中断

A. 系统异常 (System Exceptions)

这些是内核自带的，优先级极高，通常用于处理“紧急事故”。

• Reset: 复位中断。
• HardFault: 硬故障（程序崩溃、访问非法内存）。
• SysTick: 系统滴答定时器（HAL_Delay 的基础）。

B. 外部中断 (EXTI)

主要处理引脚的电平变化。Line 0 到 Line 15: 对应 GPIO 的 16 个引脚编号。

C. 外设中断 (Peripheral Interrupts)

每个功能模块都有自己的“报警器”。

• TIM (Timer): 定时器时间到、捕获到信号。
• UART/USART: 收到数据了、数据发完了。
• ADC: 模数转换完成了。
• DMA: 大批量数据搬运完了。

中断结构树图

常见的 EXTI 线路“拼车”现象

在 STM32F103C8T6 中，为了节省硬件资源，有些中断线路是合并在一起的。你在 CubeIDE 的 NVIC 列表里会发现：

1. EXTI0, EXTI1, EXTI2, EXTI3, EXTI4：这 5 条线是独立的，每个都有自己的中断服务函数。
2. EXTI9_5_IRQHandler：Line 5 到 Line 9 的中断共享这一个函数。
3. EXTI15_10_IRQHandler：Line 10 到 Line 15 的中断共享这一个函数。

这意味着：如果 PA10 和 PA11 都开启了中断，它们会跳进同一个函数。你需要在这个函数里通过 if 语句判断到底是哪条线触发的。