STC32G系列，备战2025全国大学生智能车竞赛学习贴

wdxz***

STC32G单片机外部中断笔记

第一章：中断与中断系统

一、中断的基本概念

• 定义：当CPU正在处理某任务时，外界发生紧急事件，要求CPU暂停当前工作，转而处理该紧急事件，处理完毕后再返回原任务继续执行。
• 类比理解：如同正在学习时，父母叫你帮忙，处理完后继续学习。

二、中断系统

• 组成：实现中断功能的硬件和软件机制。
• 中断源：引发中断的事件来源，单片机允许有多个中断源。
• 中断优先级：
  • 优先级高的中断可以打断正在执行的低优先级中断。
  • 优先级可通过软件设置（部分中断可设置，非全部）。

三、中断的优点

1. 实时响应：CPU总是响应优先级最高的中断。
2. 嵌套中断：高优先级中断可打断低优先级中断。
3. 独立控制：每个中断源可通过软件独立开启或关闭。
4. 优先级可配置：部分中断优先级可通过软件调整。

---

第二章：外部中断详解

一、什么是外部中断？

• 触发方式：单片机引脚上的电平变化（上升沿/下降沿）。
• 引脚限制：并非所有引脚都支持外部中断，需查看手册确认。

二、STC32G外部中断引脚

• 外部中断0（INT0）：P3.2（引脚29）
• 外部中断1（INT1）：P3.3
• 外部中断2（INT2）、INT3、INT4：对应特定引脚（需查手册确认）
• 注意：不同型号单片机的中断引脚可能不同，使用前务必核对数据手册。

三、外部中断配置寄存器

中断源	触发方式控制位	中断标志位	中断允许位	优先级控制
INT0	IT0（TCON.0）	IE0（TCON.1）	EX0（IE.0）	PX0（IP.0）
INT1	IT1（TCON.2）	IE1（TCON.3）	EX1（IE.1）	PX1（IP.1）
INT2~4	固定为下降沿触发	IEx（x=2~4）	EXx（x=2~4）	部分可设优先级

四、触发方式

• ITx = 0：上升沿和下降沿均可触发
• ITx = 1：仅下降沿触发（适用于按键按下触发）

---

第三章：外部中断编程实践

一、编程步骤（以INT0为例）

1. 初始化触发方式：

   IT0 = 1; // 下降沿触发
   

2. 清除中断标志位：

   IE0 = 0; // 防止上电误触发
   

3. 开启中断允许：

   EX0 = 1; // 允许INT0中断
   EA = 1;  // 开启总中断
   

4. 编写中断服务函数：

   void INT0_ISR() interrupt 0 {
       // 中断处理代码，如LED取反
       LED = ~LED;
   }
   

二、完整示例：INT0控制LED

#include "exit.h"

void INT0_Init() {
    IT0 = 1;   // 下降沿触发
    IE0 = 0;   // 清除中断标志
    EX0 = 1;   // 允许INT0中断
    EA = 1;    // 开启总中断
}

void INT0_ISR() interrupt 0 {
    LED = ~LED; // 每次触发，LED状态取反
}

三、外部中断 vs 普通按键扫描

• 普通按键：需在主循环中不断检测，响应可能延迟。
• 外部中断：立即响应，不受主程序阻塞影响。
• 典型应用：急停按钮、安全开关、实时事件响应。

---

实验对比：中断响应实时性

• 普通按键：在 for循环延时期间按下无效，必须等循环结束才响应。
• 外部中断：任何时刻按下都能立即响应，适合紧急场景。

wdxz***

IO中断笔记

一、IO中断的核心特点

• 全面支持：STC32G系列所有IO口均可设置为中断引脚
• 四种模式：支持下降沿、上升沿、低电平、高电平四种中断触发模式
• 独立配置：每组IO都有独立的中断入口地址，每个IO口可独立设置中断模式

二、当前版本限制

• 建议模式：当前版本建议只使用低电平中断和高电平中断
• 避免使用：暂时不要使用下降沿和上升沿中断模式

三、与外部中断的区别

• 传统外部中断：仅特定引脚支持，触发方式有限
• IO中断：所有IO口均可中断，功能更强大，配置更灵活
• 创新性：IO中断是STC32G单片机的创新功能，为8051单片机首次引入

---

一、关键寄存器

1. 中断模式配置寄存器

   • PnIM1 和 PnIM0：控制IO口的中断触发模式
   • 例如：设置P3.5为低电平中断

     P3IM1 = 0x20;  // 设置P3.5为高电平使能
     P3IM0 = 0x00;  // 设置P3.5为低电平中断
     

2. 中断使能寄存器

   • PnINTE：使能特定IO口的中断功能
   • 例如：使能P3.5中断

     P3INTE = 0x20;  // 使能P3.5中断
     

3. 中断标志寄存器

   • PnINTF：中断标志位，需要软件清零
   • 进入中断后必须手动清除标志位

二、编程步骤（以P3.5低电平中断为例）

// 1. 配置中断模式
P3IM1 = 0x20;  // P3.5高电平使能
P3IM0 = 0x00;  // P3.5低电平中断

// 2. 使能中断
P3INTE = 0x20;  // 使能P3.5中断

// 3. 开启总中断
EA = 1;

三、中断服务函数编写

void P3_ISR() interrupt 40  // P3口中断号为40
{
    unsigned char int_flag;
  
    // 读取中断标志
    int_flag = P3INTF;
  
    // 清除中断标志（必须软件清零）
    P3INTF = 0x00;
  
    // 判断具体哪个引脚触发中断
    if(int_flag & 0x20)  // P3.5触发
    {
        // 中断处理代码
        // 注意：中断服务函数中尽量避免使用延时！
    }
}

四、中断向量号扩展

• 问题：C251编译器默认只支持0-31号中断
• 解决方案：
  1. 安装扩展工具：从STC官网下载"标准C251中断向量扩展"工具
  2. 汇编跳转：借用13号保留中断入口进行跳转（不推荐初学者）

---

中断优先级设置

• 问题现象：当多个中断同时存在时，低优先级中断可能影响高优先级任务
• 示例：数码管刷新（定时器中断）被IO中断打断，导致显示闪烁

二、优先级配置方法

1. 优先级寄存器

   • IP：中断优先级低字节
   • IPH：中断优先级高字节

2. 优先级级别：0-3级（0最低，3最高）

3. 示例：设置定时器0为最高优先级

   IP = 0x02;   // PT0=1，定时器0优先级设为1（二进制0010）
   IPH = 0x00;  // PT0H=0，与IP组合形成优先级
   // 实际优先级 = (IPH << 1) | IP = 2（十进制）
   

三、优先级规则

1. 高优先级打断低优先级：正在执行低优先级中断时，高优先级中断可以打断它
2. 同优先级顺序执行：相同优先级时，按中断号顺序执行
3. 中断号小的优先：同优先级下，中断号小的先执行

四、实际应用

• 定时器中断：通常设置为高优先级，确保实时任务不被中断
• IO中断：根据实际需求设置优先级，紧急事件（如急停按钮）应设高优先级

---

实战项目 - 简易中央门禁控制系统

一、项目需求

1. 基本功能：8个按键控制8个门锁状态（LED表示）
2. 应急功能：按下应急按钮立即打开所有门锁
3. 安全保护：应急状态下，普通门锁操作被禁止
4. 恢复机制：松开应急按钮后，5秒倒计时恢复原状态

二、核心代码实现

1. 全局变量定义

unsigned char door_lock = 0xFF;  // 门锁状态，初始全部上锁
unsigned int time_countdown = 0; // 倒计时变量

2. 主循环中的处理

// 每10ms执行一次
if(time_countdown > 0)
{
    time_countdown--;  // 倒计时减1
  
    // 数码管显示倒计时（秒）
    seg0 = (time_countdown / 100) + 1;
  
    if(time_countdown == 0)
    {
        // 倒计时结束，恢复门锁状态
        // 此处可根据需要恢复之前的状态
    }
}
else
{
    // 正常状态下处理按键
    key = MatrixKey();  // 读取矩阵按键
  
    if(key != 0)
    {
        // 根据按键值切换对应门锁状态
        door_lock ^= (1 << (key - 1));
        LED = door_lock;  // 更新LED显示
    }
}

3. 应急按钮中断处理（P3.5低电平中断）

void P3_ISR() interrupt 40
{
    unsigned char int_flag = P3INTF;
    P3INTF = 0x00;  // 清除中断标志
  
    if(int_flag & 0x20)  // P3.5触发
    {
        // 应急处理：打开所有门锁
        door_lock = 0x00;
        LED = door_lock;
  
        // 启动5秒倒计时（500 * 10ms）
        time_countdown = 500;
  
        // 数码管显示"5"
        seg0 = 5;
  
        // 蜂鸣器提示
        Beep(100);
    }
}

三、项目亮点

1. 实时响应：应急按钮使用IO中断，立即响应
2. 状态保护：应急状态下禁止普通操作，防止误操作
3. 安全恢复：5秒倒计时提供安全缓冲时间
4. 可视化反馈：LED显示门锁状态，数码管显示倒计时

wdxz***

STC32G单片机ADC模数转换器课程笔记

一、ADC基础概念

1.1 什么是ADC

• ADC = Analog-to-Digital Converter（模数转换器）
• 功能：将连续变化的模拟信号（电压）转换为离散的数字信号（二进制数）
• STC32G单片机内置12位高速ADC

1.2 模拟信号 vs 数字信号

• 模拟信号：连续变化的物理量，如电压（单位：伏特V）
• 数字信号：由0和1组成的离散二进制数
• 单片机只能处理数字信号，ADC是连接模拟世界与数字世界的桥梁

二、ADC工作原理（逐次逼近型）

位数决定精度：12位ADC = 比较12次，精度更高（4096级）

• 比较次数越多，结果越接近真实值
• 逐次逼近：从最高位（最大比较值）开始，依次向下比较

三、STC32G单片机ADC特性

3.1 主要参数

• 12位分辨率（0~4095）
• 16个通道（通道0~14为外部引脚，通道15为内部1.19V参考源）
• 参考电压源：
  • 可使用外部VREF引脚电压
  • 或直接使用VCC电压
  • 注意：VREF引脚不能悬空，必须接参考电压或VCC

3.2 电压测量范围

• 输入电压必须 ≤ VREF（参考电压）
• 若VREF接2.5V基准源，则输入电压需≤2.5V
• 若VREF接VCC（5V），则输入电压需≤5V

四、ADC相关寄存器

4.1 ADC控制寄存器（ADCCONTR）

位	名称	功能说明
7	ADC_POWER	1=打开ADC电源，0=关闭（睡眠时省电）
6	ADC_START	1=开始转换，转换完成后自动清零
5	ADC_FLAG	转换结束标志位（1=转换完成，需软件清零）
3-0	CHS[3:0]	通道选择（00001111对应通道015）

4.2 ADC配置寄存器（ADCCFG）

位	功能
7	RESFMT：结果对齐方式（0=左对齐，1=右对齐）
6-4	SPEED：ADC时钟选择（建议用慢速以增强稳定性）
3-0	保留

4.3 ADC时序控制寄存器（ADCTIM）

• 控制通道切换时间、采样保持时间
• 建议使用默认值（最稳定）

五、ADC编程实现

5.1 初始化步骤

1. 配置IO口为高阻输入模式

   P1M0 = 0x01;  // P1.0高阻输入
   P1M1 = 0x01;
   

2. 配置ADC时序（ADCTIM）

   ADCTIM = 0x3F;  // 默认最慢速度，最稳定
   

3. 配置ADC参数（ADCCFG）

   ADCCFG = 0x02;  // 右对齐 + 最慢时钟
   

4. 打开ADC电源

   ADCCONTR = 0x80;  // 打开电源，未启动转换
   

5.2 查询方式读取ADC

u16 ADC_Read(u8 ch)
{
    u16 adc_value;
  
    // 1. 选择通道（注意保留高4位电源控制）
    ADCCONTR = (ADCCONTR & 0xF0) | (ch & 0x0F);
  
    // 2. 启动转换
    ADCCONTR |= 0x40;  // 设置START位
  
    // 3. 等待两个时钟（空指令延时）
    _nop_();
    _nop_();
  
    // 4. 等待转换完成
    while(!(ADCCONTR & 0x20));  // 等待ADC_FLAG置1
  
    // 5. 清除标志位
    ADCCONTR &= ~0x20;
  
    // 6. 读取结果（12位右对齐）
    adc_value = (ADC_RES << 8) | ADC_RESL;
  
    return adc_value;  // 返回12位ADC值（高4位为0）
}

5.3 中断方式读取ADC

1. 初始化时开启中断

   EADC = 1;  // 开启ADC中断
   EA = 1;    // 开启总中断
   

2. 中断服务函数

   u16 adc_value = 0;  // 全局变量存储ADC值
   
   void ADC_ISR() interrupt 5
   {
       EADC = 0;  // 临时关闭中断
   
       // 清除标志位
       ADCCONTR &= ~0x20;
   
       // 读取ADC值
       adc_value = (ADC_RES << 8) | ADC_RESL;
   
       // 重新启动转换（如果需要连续采集）
       ADCCONTR |= 0x40;
   
       EADC = 1;  // 重新开启中断
   }
   

六、ADC数值转换为实际电压

u32 ADC_ToVoltage(u16 adc_value)
{
    u32 voltage;
    // 假设VREF = 2500mV (2.5V)
    voltage = (u32)adc_value * 2500 / 4096;
    return voltage;  // 单位: mV
}

wdxz***

课程笔记：STC32G单片机ADC应用（第18集）

第一部分：ADC反推电源电压

1. 原理

   • STC32G的ADC第15通道内部连接一个稳定的1.19V参考信号源。
   • 通过测量这个已知的内部电压，可以反推出当前为ADC提供参考电压的VREF引脚的实际电压值（通常是电源电压）。
   • 此方法在电池供电等电压不稳定的低成本应用中尤为重要，可以省去外部基准电压电路。

2. 关键公式

   • ADC输入电压计算公式：V_in = V_REF × (ADC_Result / 4096)
   • 为了计算任意通道的输入电压（V_in），必须已知参考电压（V_REF）。反推电源电压的目的就是先精确获取V_REF的值。

3. 实现步骤

   • 读取内部基准值：从芯片的特定寄存器（CHIPID7和 CHIPID8）中读取内部1.19V电压源对应的校准值，合并为一个变量（如 BGV）。
   • 初始化ADC：配置ADC，选择第15通道（内部信号源）。
   • 采样与平均：对通道15进行多次ADC采样（如8次），取平均值以提高准确性。
   • 计算V_REF：使用公式 V_REF = (4096 × BGV) / ADC_AVG 计算得到实际的参考电压值。
   • 应用：将此计算出的V_REF值代入通用公式，即可准确测量其他ADC通道的输入电压。

4. 注意事项

   • 上电后需延时一段时间（如500ms）再进行测量，等待电源稳定。
   • 初始的几个ADC采样值应丢弃，以消除ADC模块启动时的非线性。

第二部分：ADC按键扫描

1. 原理

   • 利用电阻分压网络，将多个按键连接到一个ADC引脚。
   • 不同的按键被按下时，会在ADC引脚上产生不同的分压值，ADC读取的数值也不同。
   • 通过判断ADC值所处的范围，即可识别出具体哪个按键被按下。

2. 实现步骤

   • 定义键值表：根据分压电路计算或实测每个按键对应的理论ADC值（例如，256， 512， 768...）。
   • 设置容错范围：为每个键值设定一个允许的误差范围（如±64），以抵抗电阻误差和噪声干扰。
   • 按键判断：循环比较当前ADC采样值是否落在某个按键的容错区间内，并返回对应的按键编号（1-16），0表示无按键。
   • 长按与连续触发：通过记录按键状态和计时，可以实现短按、长按（如3秒）触发，以及长按后的连续快速触发（如每0.1秒一次）等功能。

3. 优势

   • 仅需一个ADC引脚即可实现多达16个按键的检测，极大节省了单片机IO口资源，特别适合引脚数量有限的微型单片机应用。

第三部分：实战小练 - 简易时钟设置

1. 项目功能

   • 数码管显示时间，格式为“00-00-00”（时-分-秒）。
   • 正常模式下，时钟每秒走时一次。
   • 长按按键A进入时间设置模式，此时时钟暂停，第一位（小时十位）数码管闪烁。
   • 在设置模式下，按下数字键（0-9）可输入对应数值，闪烁位会自动后移（跳过“-”显示位）。
   • 长按按键B可停止当前位的闪烁，并使秒数加一（用于微调）。
   • 按下按键D可退出设置模式，保存设定时间并恢复走时。

2. 关键实现

   • 状态机：使用一个标志变量区分“正常走时”和“设置”两种状态。
   • 数码管闪烁：通过一个定时器控制闪烁周期，并用一个变量指定当前哪一位需要闪烁。
   • 按键驱动：调用前面实现的ADC按键扫描函数，并根据返回的键值执行不同的功能逻辑（设置数字、切换模式、调整时间等）。
   • 数据转换：将按键输入的数字分解并存储到时、分、秒的变量中，再实时更新到数码管显示缓冲区。

芯***

要 做到 USB不停电下载；
要 尝试 AiCube 图形化自动配置生成程序工具；
推荐优先看的：  
printf_usb("Hello World !\r\n")及
USB不停电下载, 演示视频链接：
https://www.stcaimcu.com/thread-19077-1-1.html

下载 最新的 AiCube-ISP-V6.96O 或以上版本软件 ！
深圳国芯人工智能有限公司-工具软件

下载 最新的 USB库函数，永远用最新的 USB库函数 ！
深圳国芯人工智能有限公司-库函数
下载 最新的 用户手册 ！
下载 最新的 上机实践指导书 !


下载 最新的 STC32G12K128 用户手册
https://www.stcaimcu.com/data/download/Datasheet/STC32G.pdf

下载 最新的 STC32G12K128 实验指导书
有 AiCube 图形化自动配置生成程序工具使用说明
https://www.stcaimcu.com/data/do ... %AF%BC%E4%B9%A6.pdf



上面是 小李 演示：STC32G12K128, printf_usb("Hello World !\r\n")及usb不停电下载@AiCube之图形化程序自动生成


上面是 姚工 演示：STC32G12K128, printf_usb("Hello World !\r\n")及usb不停电下载@AiCube之图形化程序自动生成