代码收藏家技术教程 2024-08-28

【STM32学习笔记】NVIC中断优先级管理的详细解析

一.描述

什么是中断，我们可以理解为你正在打游戏，这个时候有人在敲门，你放下游戏去开门，开完门后你接着打游戏。那么开门这个事件就代表中断，接着打游戏就代表你完成中断事件接着运行主函数。

1.中断的类型

CM3内核支持256个中断，其中包含了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。
STM32F10系列并没有使用CM3内核的全部东西，而是只用了它的一部分。
STM32F10系列有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（在107系列才有68个）。

这就是那60个外部中断的一部分，详细可以查看stm32中文参考手册9.1.2

2.中断优先级分组

该分组的设置是由 SCB->AIRCR 寄存器的 bit10~8 来定义的。

组	AIRCR[10：8]	IP bit[7：4]分配情况	分配结果
0	111	0：4	0位抢占优先级，4位响应优先级
1	110	1：3	1位抢占优先级，3位响应优先级
2	101	2：2	2位抢占优先级，2位响应优先级
3	100	3：1	3位抢占优先级，1位响应优先级
4	011	4：0	4位抢占优先级，0位响应优先级

通过赋予SCB->AIRCR寄存器中第8位到第10位的值将这些中断类型分为5个组。
不同的分组中，AIRCR寄存器中的第4位到第8位管理优先级的情况不同。
比如常用的第2组，这4位中两位是管理抢占优先级的，两位是管理响应优先级的。按照从左到右的顺序。

3.抢占优先级和响应优先级是什么

抢占优先级：抢占优先级是指中断的打断优先级，抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断。

响应优先级：响应优先级是指中断的响应顺序，响应优先级只有在抢占优先级相同的情况下才有意义。当抢占优先级相同时，俩个中断同时发生，响应优先级高的中断先响应。

打个比方抢占优先级高的就可以直接把正在买饭的人丢到后面去，而响应优先级高的能插队到正在买饭人的后面，等他买完饭就可以执行。

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的中断。

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响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行；

注意：俩个优先级中，数字越小表示的优先级越高。

4.中断优先级分组函数

ST官方提供了设置分组的库函数，不用我们自己去挨个设置寄存器的值。

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{
/* Check the parameters */
assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));

/* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to NVIC_PriorityGroup value */
SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}

这是那5个组的宏定义

#define NVIC_PriorityGroup_0 ((uint32_t)0x700) /*!< 0 bits for pre-emption priority
4 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_1 ((uint32_t)0x600) /*!< 1 bits for pre-emption priority
3 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_2 ((uint32_t)0x500) /*!< 2 bits for pre-emption priority
2 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_3 ((uint32_t)0x400) /*!< 3 bits for pre-emption priority
1 bits for subpriority */
#define NVIC_PriorityGroup_4 ((uint32_t)0x300) /*!< 4 bits for pre-emption priority
0 bits for subpriority */

配置的时候可以选择其中一个

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_3);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);

在ST官方的固件库的core_cm3.h中有几个库函数

static __INLINE void NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn);
static __INLINE uint32_t NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)；
static __INLINE void NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type IRQn);

分别的作用是挂起某中断，读某中断状态，解除挂起的某中断。

5.中断优先级初始化函数

这是需要设置的成员变量

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

这样就完成了初始化的配置