STM32中断优先级NVIC

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

参考正点原子视频

为什么STM32需要中断
就拿你去饭馆吃饭为例。

使用中断就是饭做好了，服务员会为你端上来，然后你开始吃饭。端上来之前你爱干啥就干啥。

不使用中断，你需要一次一次去问服务员饭做好了没有，这期间你没办法去做其他事情。

• CM3（Cortex M3）内核支持256个中断，其中包括16个内核中断和240个外部中断，并且具有256级的可编程中断设置
• STM32并没有使用CM3内核的全部东西，而是只用了它的一部分
• STM32有84个中断，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级
• STM32F103系列上面，又只有60个可屏蔽中断（107系列才有68个）

STM32中断表格

60个可屏蔽的中断

中断管理方法

首先，对STM32中断进行分组，组0~4。同时，对每个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级，

2^4 = 16级可编程的中断优先级

抢占优先级 & 响应优先级区别

• 高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的
• 抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级
• 抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行
• 如果两个中断的抢占优先级和相应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行

举例

假定设置中断优先级组为2，然后设置中断3（RTC中断）的抢占优先级为2，响应优先级为1。中断6（外部中断0）的抢占优先级为3，响应优先级为0。中断7（外部中断1）的抢占优先级为2，响应优先级为0

那么这3个中断的优先级顺序为：中断7 > 中断3 > 中断6

特别说明

一般情况下，系统代码执行过程中，只设置一次中断优先级分组，比如分组2，设置好分组之后一般不会再改变分组。随意改变分组会导致中断管理混乱，程序出现意想不到的执行结果

中断优先级分组函数

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{ 
   
	assert_param(IS_NVIC_PROIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
	SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK|NVIC_PriorityGoup;
}

具体分组

#define IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(GROUP) (((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_0) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_1) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_2) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_3) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_4))

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

中断设置相关寄存器

MDK中NVIC寄存器结构体

typedef struct  
{ 
        
   vu32   ISER[2];    //2个32位中断使能寄存器分别对应到60个可屏蔽中断 
   u32     RESERVED0[30];           
   vu32   ICER[2];   //2个32位中断除能寄存器分别对应到60个可屏蔽中断 
   u32    RSERVED1[30];    
   vu32   ISPR[2];   //2个32位中断挂起寄存器分别对应到60个可屏蔽中断，可挂起正在执行的中断 
   u32     RESERVED2[30];    
   vu32   ICPR[2];   //2个32位中断解挂寄存器分别对应到60个可屏蔽中断，可解除被挂起的中断 
   u32     RESERVED3[30];    
   vu32   IABR[2];    //2个32位中断激活标志寄存器，可读取该寄存器判断当前执行的中断是哪个，中断执行完硬件清零，只读 
   u32     RESERVED4[62];    
   vu32   IPR[15];    //15个32位中断优先级分组寄存器，每个中断分配8个bit，对应到4*15=60个中断 
} NVIC_TypeDef;

• 中断优先级控制的寄存器组：IP[240]

  全称是：Interrupt Priority Registers

  240个8位寄存器，每个中断使用一个寄存器来确定优先级。
  STM32F10x系列一共60个可屏蔽中断，使用IP[59]~IP[0].

  每个IP寄存器的高4位用来设置抢占和响应优先级（根据分组），低4位没有用到

  void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);
  

• IPR[15]
  15个32位中断优先级分组寄存器，每个中断分配8个bit，对应到4*15=60个中断。但是并不是8个bit都被使用了，而是仅仅只用到了高四位，这样就可以得到5组16级的中断优先级。

  高位的4个bit又分为抢占优先级和子优先级，抢占优先级在前，子优先级在后。两种类型优先级占用的位数又可以通过SCB->AIRCR寄存器的bit[10:8]来配置。

中断参数初始化函数

void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct);

typedef struct
{ 
   
	uint8_t NVIC_IRQChannel;// 设置中断通道
	uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;// 设置响应优先级
	uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;// 设置抢占优先级
	FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;//使能/使能
}NVIC_InitTypeDef;

NVIC_InitTypeDef	NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;//子优先级为2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;//IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);// 根据上面指定的参数初始化NVIC寄存器

NVIC总结

中断优先级设置步骤

1. 系统运行后先设置中断优先级分组。调用函数：

   void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
   //整个系统执行过程中，只设置一次中断分组。
   

2. 针对每个中断，设置对应的抢占优先级和相应优先级：

   void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct);
   

3. 如果需要挂起/解挂，查看中断当前激活状态，分别调用相关函数即可