4. GPIO与中断：从模式配置到中断嵌套

各位同学，今天我们来啃一块硬骨头——GPIO和中断。说实话，这部分内容在GD32V上玩好了，后面低功耗和FreeRTOS移植才能走得顺。我刚开始做嵌入式那会儿，总觉得GPIO不就是个高低电平嘛，直到有一次产品量产了才发现中断响应慢了一拍，那叫一个惨。好，咱们开始。

4.1 GPIO模式配置：推挽、开漏、上拉、下拉

GD32V的GPIO引脚，说白了就是个多面手。每个引脚可以配置成多种模式，你得根据实际电路需求来选。我个人习惯，先看外设手册，再定模式，省得后面改来改去。

4.1.1 推挽输出 vs 开漏输出

推挽输出，内部PMOS和NMOS交替导通，输出0就是0，输出1就是1，干脆利落。开漏输出呢，只用了NMOS，输出0时拉低，输出1时引脚直接变高阻——你想想看，这时候电平全靠外部上拉电阻决定。

4.1.2 上拉与下拉电阻

GD32V内部集成了可编程的上拉和下拉电阻，大约40kΩ左右。这个值不算大，但对付浮空输入足够了。

• 上拉输入：引脚默认高电平，外部拉低时触发
• 下拉输入：引脚默认低电平，外部拉高时触发
• 浮空输入：啥都不接，电平不确定——千万别用

4.1.3 代码示例：GPIO模式配置

// 配置PA0为推挽输出，50MHz速度
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_0);
gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);

// 配置PB1为开漏输出，带上拉
gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_1);
gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO_PIN_1);

// 配置PC2为输入，下拉
gpio_mode_set(GPIOC, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLDOWN, GPIO_PIN_2);

嗯，这里要注意：GPIO_OSPEED不是越高越好。50MHz适合高速信号，但功耗也大。低功耗场景下，我一般用2MHz，够用就行。

4.2 外部中断（EXTI）配置

外部中断，就是让GPIO引脚在电平变化时通知CPU。GD32V的EXTI支持16个独立中断线，每个中断线可以映射到任意一个GPIO引脚——但同一中断线不能同时映射多个引脚。

4.2.1 EXTI配置步骤

1. 使能GPIO时钟和SYSCFG时钟
2. 配置GPIO模式为输入
3. 将GPIO引脚连接到EXTI线
4. 配置EXTI触发方式（上升沿、下降沿、双边沿）
5. 使能EXTI中断
6. 配置NVIC中断优先级
7. 编写中断服务函数

4.2.2 代码示例：按键中断

// 使能时钟
rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
rcu_periph_clock_enable(RCU_SYSCFG);

// 配置PA0为输入，上拉
gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_0);

// 连接EXTI线0到PA0
syscfg_exti_line_config(EXTI_SOURCE_GPIOA, EXTI_SOURCE_PIN0);

// 配置EXTI：下降沿触发（按键按下）
exti_init(EXTI_0, EXTI_INTERRUPT, EXTI_TRIG_FALLING);
exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
exti_interrupt_enable(EXTI_0);

// 配置NVIC优先级
nvic_irq_enable(EXTI0_IRQn, 2, 0);

4.2.3 中断服务函数

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    if(exti_interrupt_flag_get(EXTI_0) != RESET)
    {
        // 处理按键事件
        // 注意：中断里别做复杂操作
        // 我一般只设一个标志位
        key_pressed = 1;

        // 清中断标志
        exti_interrupt_flag_clear(EXTI_0);
    }
}

4.3 中断优先级与嵌套

GD32V的NVIC支持最多16级抢占优先级和16级子优先级。说白了，就是给中断排个队——谁重要谁先上。

4.3.1 优先级分组

我个人习惯用NVIC_PRIGROUP_2，4级抢占够用，4级子优先级也能处理一些微调需求。你想想看，如果所有中断都是同一抢占优先级，那就只能排队，高优先级的中断没法打断低优先级的——这在实时系统里很要命。

4.3.2 中断嵌套规则

• 抢占优先级决定能否打断：数字越小优先级越高
• 子优先级决定同时到达时谁先响应
• 相同抢占优先级的中断不能互相打断

4.3.3 代码示例：设置中断优先级

// 设置优先级分组：4级抢占，4级子优先级
nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_2);

// 使能EXTI0中断，抢占优先级0，子优先级0
nvic_irq_enable(EXTI0_IRQn, 0, 0);

// 使能USART0中断，抢占优先级1，子优先级0
nvic_irq_enable(USART0_IRQn, 1, 0);

// 使能TIMER2中断，抢占优先级2，子优先级0
nvic_irq_enable(TIMER2_IRQn, 2, 0);

嗯，这里要注意：中断优先级配置必须在使能中断之前完成。我见过有人先使能中断再配优先级，结果中断一使能就触发，优先级还没配好，乱套了。

4.4 知识体系总览

下面这张图把本章的核心逻辑串起来了，你可以对照着看。

从图上你能看到，GPIO模式配置是基础，EXTI中断是桥梁，NVIC优先级是调度核心。这三层搞明白了，GD32V的中断系统你就拿下了。