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【经验分享】STM32 NVIC配置详解

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-13 20:42
例程:  /* Configure one bit for preemption priority */
7 G. s9 x3 J: U% M/ u& ~# m  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
) I& |6 S1 z3 D+ A: h; A) B) P  
/ Q8 Y! d* d; L% A% {( ?  /* Enable the WAKEUP_BUTTON_EXTI_IRQn Interrupt */
& |! g' ]$ b5 Q, c  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WAKEUP_BUTTON_EXTI_IRQn;
/ Y" J+ w+ _* }  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriorityValue;4 Z( ?: ?( h  Y/ [
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;3 u  G3 N3 w( Z$ o* Y3 i" A
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
( C  c: J4 B/ \  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);/ _( _" C: `1 L, G) v2 K4 P  A
  
  c; k% Z4 x) V6 V  /* Enable the KEY_BUTTON_EXTI_IRQn Interrupt */
; k: S1 V& }$ g- f8 ^  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY_BUTTON_EXTI_IRQn;% x0 H1 t2 h# \5 V3 g
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;. j& e4 Y6 j; Y8 S0 \3 @2 ]
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;1 x6 l* v" N# r) L( O" Y4 y
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;) z$ b; n8 _5 O, h. g- P9 x6 G( \
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
( s& s8 [) d! ^/ P3 u+ x6 C0 }5 Z  ) u- C- E) b3 I
  /* Configure the SysTick Handler Priority: Preemption priority and subpriority *// L9 l# p' J: l# P. a
  NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, NVIC_EncodePriority(NVIC_GetPriorityGrouping(), !PreemptionPriorityValue, 0));* P" z9 D* k/ t2 r9 n

+ \7 I9 s  P- g6 w
这两日被些许琐事所牵,身心俱累,本无心记录,但回想前几天的点滴收获,无录甚是可惜,于是身倚椅,旁敲键盘记之,唯慰藉自己及共享同道仁友。废言不再多,就此入题。

7 Y' N3 h. |" W
        NVIC,中文名嵌套中断向量控制器,是Cortex-M3系列控制器内部独有集成单元,与CPU结合紧密,降低中断延迟时间并且能更加高效处理后续中断。举个例子,比如火车站买票,那些火车站的规章制度就是NVIC,规定学生和军人有比一般人更高优先级,它们则给你单独安排个窗口,同学与同学之间也有区别,那就是你也得排队,也就是你的组别(抢断优先级)和你的排队序号(响应优先级)决定你何时能买到票。
       抢断优先级,顾名思义,能再别人中断是抢占别人中断,实现中断嵌套。响应优先级则只能排队,不能抢在前面插别人的对,即不能嵌套。
STM32中指定优先级的寄存器为4位,其定义如下:
第0组:所有4位用于指定响应优先级& d& K1 J7 H0 I( Z% G
第1组:最高1位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级; }; o" r* M" i- U+ _6 a) {/ O7 h
第2组:最高2位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
- a3 C7 Y  S) J. D) c第3组:最高3位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级: G4 q& m' h& g' R
第4组:所有4位用于指定抢占式优先级
以上定义也称作中断优先级分组,相关内容在STM32固件库的misc.h文件中有详细定义。
基础了解了就可以对中断进行操作了。
第一步:使用void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)函数对优先级分组配置。NVIC_PriorityGroup可以配置为
NVIC_PriorityGroup_0 => 选择第0组- O! }" P; T( n' T1 Z8 A- o' c
NVIC_PriorityGroup_1 => 选择第1组
: h% w* k' q5 D7 x" mNVIC_PriorityGroup_2 => 选择第2组
, C& `" a( M5 H4 F6 j. L) RNVIC_PriorityGroup_3 => 选择第3组
' U7 q/ e( ?2 o2 T8 MNVIC_PriorityGroup_4 => 选择第4组
例如:NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0)配置为0组。
第二步:中断初始化结构体配置,结构体类型定义如下:
typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                 
  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  //抢断优先级
  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;  //响应优先级      
  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;      
} NVIC_InitTypeDef;
& }; j; q2 u7 r! P  }& [' u  B' O
例如:STM32外部中断0配置如下
    EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
         EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //抢占优先级别(0~1)
         EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 7;  //响应优先级别(0~7)
         EXTI_NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
# F" a  F. F% s# n
第三步:中断初始化结构体初始化操作如下
         NVIC_Init(&EXTI_NVIC_InitStructure);
# _4 V# _6 l3 Q' T: I$ E
第四步:开关总中断操作。在STM32中是通过改变CPU优先级来允许和禁止中断的。
(1)   下面两个函数等效关闭总中断
void NVIC_SETPRIMASK(void); 6 C& V5 j, ]( i6 q6 _6 h
void NVIC_SETFAULTMASK(void);
(2)   下面两个函数等效开放总中断
void NVIC_RESETPRIMASK(void); / h8 c0 H$ S+ q! ]& n
void NVIC_RESETFAULTMASK(void);
(3)   常用操作是先关后开中断
NVIC_SETPRIMASK();     // Disable Interrupts
+ q9 P5 C0 |  dNVIC_RESETPRIMASK(); // Enable Interrupts
两种类型函数要成对使用。

6 D5 H) O; k5 J0 p, x. I( CSTM32有43个channel的settable的中断源;AIRC(Application Interrupt and Reset Register)寄存器中有用于指定优先级的4 bits。这4个bits用于分配preemption优先级和sub优先级,在STM32的固件库中定义如下
8 D4 N$ h: v: _  w) o" m1 w: {8 ^
* V! g  F" [  @2 s8 u9 _$ r#define NVIC_PriorityGroup_0 ((u32)0x700)
3 K1 G$ {: l! W5 n#define NVIC_PriorityGroup_1 ((u32)0x600)
8 i6 h! G6 ?& [7 Z#define NVIC_PriorityGroup_2 ((u32)0x500); L- w' C. k* }6 C
#define NVIC_PriorityGroup_3 ((u32)0x400)- @! G; n# R, `0 t
#define NVIC_PriorityGroup_4 ((u32)0x300)8 E: a6 l( `) X% Z* w
0 Z6 y  T2 I- y+ {+ `% C1 |
形象化的理解是:/ ^3 R. {7 e( W* b, p# q. z
+ V; v- c0 k% Q3 k2 R
你是上帝,
% ~, P8 t$ o2 R3 N9 B, {造了43个人,这么多人要分社会阶级和社会阶层了;+ {( a/ _# x# w; U, k$ M
因为“阶级”的词性比较重;"阶层"比较中性,8 E, [0 x' @5 _: W
所以preemption优先级->阶级;每个阶级内部,有一些阶层,sub优先级->阶层;
& o/ X$ K6 D- ~( C3 t$ A8 F: m. H( g  ]* i& Y7 r" g
如果按照NVIC_PriorityGroup_4这么分,就分为了16个阶级(1个阶层就是1个preemption优先级),0个阶层;高阶级的人,可以打断低阶级的正在做事的人(嵌套),最多可以完成1个中断和15级嵌套。
4 p8 ?2 b" i3 Q+ p  `" V/ V7 b每个阶级(每个preemption优先级),你来指定这43人中,谁进入该阶级;一个人叫EXTI0_IRQChannel,你指定他进入“阶级8”,则* O, r" B9 u/ {8 h3 R
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
- `1 N3 m( Y# ]NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8; // 指定抢占式优先级别1,可取0-153 m. z. T, N% X" u
7 z# K7 N, |& @, T5 \% E% [0 G; X
另外,在同一阶级内部,一个人在做事的时候,另外一个人不能打断他;(preemption优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系)
1 ?7 }, g, X9 {: c( g7 e0 e8 Q& E还有,如果他们两个同时想做事,因为没有阶层,那么就根据Vector table中的物理排序,让排名靠前的人去做;
$ _, j- y' B5 t% F0 n5 Q  j1 |4 Y' G! o, ]* |7 d: e. Q
又有1个人SPI1_IRQChannel,设定如下
& V- Q+ A# u5 S6 q; XNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI1_IRQChannel;3 M* H6 c' ]( u9 n9 A* ^
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 指定抢占式优先级别1,可取0-15
+ N+ v' V9 w0 m7 _, a" f5 v' j, B) c5 v! X
SPI1_IRQChannel的阶级高,EXTI0_IRQChannel做事的时候可以打断(嵌套)。
2 O5 D6 O7 G0 ^/ t! M
2 N/ M7 w" V* s: q! h) p# g1 V* ]" p
, q. N; ~8 v$ s) z4 T
) a7 g' d- ~+ \如果按照NVIC_PriorityGroup_3这么分,就分为了8个阶级(1个阶级是1个preemption优先级),每个阶级内有2个阶层(sub优先级);高阶级的人,可以打断低阶级的正在做事的人(嵌套),最多可以完成1个中断和7级嵌套。
) G' m' F" h  u9 j. O1 _: s. @% `4 ^9 e, w2 D5 t* e. j( W5 K
每个阶级(每个preemption优先级),你来指定这43人中,谁进入该阶级;一个人叫EXTI0_IRQChannel,你指定他进入“阶级3”,则:( \' @+ ~) L7 o# l
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
; d& q1 k: E& gNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定抢占式优先级别1,可取0-7. p6 v9 f, t# W' W! a3 m7 R& k
还需要指定他的阶层:
. X4 J$ j0 n0 j8 h7 eNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定响应优先级别0,可取0-1/ y$ \8 u7 [- ^" X3 @0 ^" D
. F( {+ u6 R. q% n: M, u# L
另有1个人叫EXTI9_5_IRQChannel,他的阶级和阶层设定如下
4 N1 \- u* d' ?  A8 L4 ~% m4 `NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;2 D/ X; _6 }! m2 B( ]7 x
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定抢占式优先级别0,可取0-7
% H6 q$ G9 z8 E, ^NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1# Y/ _& g- C( l% g6 g  n# Z

4 G+ h/ }- \% J" \7 k1 p# P那么这两个人是同一阶级的兄弟,一个人在做事的时候,另外一个人不能打断他;(preemption优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系)
1 k5 [6 m  c% ], ~! h; T如果他们两个同时想做事,因为前者的阶层高,所以前者优先。
, P7 B( @- r! O) w+ H: x: X: i4 ~5 C4 g, N& m$ `( M* W, c
还有一个人叫USART1_IRQChannel,他的阶级和阶层设定如下* p7 X  y+ g$ D
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;
8 m1 t' _4 z. V9 {1 @4 {( z! e9 QNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 指定抢占式优先级别0,可取0-7
. ?( v7 c; ?# b: f- _$ |8 t5 gNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1' N3 O2 _4 K& R# P

5 m4 ?: t2 h+ @$ VUSART1_IRQChannel的优先级最高,当前面两个人做事的时候,他都可以打断(嵌套)。+ t3 J% v7 m! E9 S8 a

: w' l1 _2 p+ a8 l& P" l* S* j1 u! M" c9 |以下的类推。$ V( k' Q- L& q0 i

7 s# x2 s9 k: N! k' ]8 ~+ D$ K5 w3 ^! G8 F' Y
9 [3 m; _0 }! Q; A) |' o# o  o
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