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一、NVIC 中断结构框图
, F$ T* `# H( P' M1 S7 ~向量表
) @4 t' ], f8 P- |- f2 r
! p" W* R* I. J9 J1 ^( e7 O4 Y中断类型： （1）系统异常，体现在内核水平 （2）外部中断，体现在外设水平 NVIC：嵌套向量中断控制器，控制整个芯片中断相关的功能，跟内核紧密耦合管理包括内核和片上所有外设的中断相关功能。内核外设。各芯片厂商在设计芯片是会对Cortex-M3内核里面的NVIC进行裁剪，去掉不需要部分，STM32的NVIC是Contex-M3d NVIC的一个子集。 两个重要库文件：core_cm3.h(内核外设的寄存器定义)和misc.h - typedef struct8 l! ?7 x* Y' ?/ n
- {
4 l6 u, }) x) H5 ^( T5 p - __IO uint32_t ISER[8]; /*!< Offset: 0x000 Interrupt Set Enable Register/中断使能寄存器 */
% W2 s$ X# z [9 l f# K% J( w - uint32_t RESERVED0[24]; V# F; d( j1 _/ i
- __IO uint32_t ICER[8]; /*!< Offset: 0x080 Interrupt Clear Enable Register/中断清除寄存器 */
* k: n3 j5 {+ _& e - uint32_t RSERVED1[24];
+ m- [ r" r$ J& _ - __IO uint32_t ISPR[8]; /*!< Offset: 0x100 Interrupt Set Pending Register/中断使能悬起寄存器 */
& P9 s8 X0 A/ r) e( g! r8 y - uint32_t RESERVED2[24];
* o/ ]# F6 i; {! i7 a" M: G- M u/ G - __IO uint32_t ICPR[8]; /*!< Offset: 0x180 Interrupt Clear Pending Register/中断清除悬起寄存器 */# v2 P1 T# _6 v* G: V
- uint32_t RESERVED3[24];7 o* `1 Z4 O+ \7 l S# Z4 Y+ z
- __IO uint32_t IABR[8]; /*!< Offset: 0x200 Interrupt Active bit Register/中断有效位寄存器 */( ^* Y, h3 U( O' N1 r- W, N% f1 Z$ W4 t
- uint32_t RESERVED4[56];' o( E$ |. V" a) v7 Y
- __IO uint8_t IP[240]; /*!< Offset: 0x300 Interrupt Priority Register (8Bit wide)/中断优先级寄存器（8位） */
e; }6 Y2 q" z2 @6 R - uint32_t RESERVED5[644];
3 h: L2 Q3 {$ W" [9 | - __IO uint32_t STIR; /*!< Offset: 0xE00 Software Trigger Interrupt Register/软件触发中断寄存器 */
$ b8 a4 v! O: y, Y. O4 g) A - } NVIC_Type;
注：配置中断时，一般只用ISER(使能中断)、ICER(失能中断)、IP(设置中断优先级) 优先级和优先级分组 ( l, o/ w8 g- b& f2 z' Z2 z1 u
) N) N: i, Q4 { P" w) X中断优先级分组库函数
: q/ O8 w% Z. N& r, Z) R1 E( }6 W+ R7 `) [% S, a1 J
优先级分组真值表 ; l, Y$ b- O. N, x# ?; J
! U5 s! ^- `5 G# u. }* z
中断编程 配置每个中断时，一般有三个编程要点： 1、使能某个外设中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。参照中断向量表配置。 2、初始化NVIC_InitTypeDef结构体，配置中断源，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。NVIC_InitTypeDef结构体在固件库头文件misc.h中定义。 ( t( y8 G0 \4 ~5 l. H, j7 X |
. v: |1 n; r% r0 H- C0 |
NVIC_InitTypeDef结构体成员变量分析： (1)NVIC_IRQChannel：配置中断源，不同中断的中断源是不一样的。参考stm32f10x.h头文件里的IRQn_Type结构体定义，该结构体包含了所有的中断源。 - typedef enum IRQn2 b4 F4 z. Y) S1 g# J
- {' [" k: q# j2 |, O
- /****** Cortex-M3 Processor Exceptions Numbers ***************************************************// L% F6 c9 K ]& X. Q2 u
- NonMaskableInt_IRQn = -14, /*!< 2 Non Maskable Interrupt */
) `& U% v" P. Y. l& e - MemoryManagement_IRQn = -12, /*!< 4 Cortex-M3 Memory Management Interrupt */
8 z \, H( \2 d8 K& h/ L - BusFault_IRQn = -11, /*!< 5 Cortex-M3 Bus Fault Interrupt */
( j( P2 `8 D) _ - UsageFault_IRQn = -10, /*!< 6 Cortex-M3 Usage Fault Interrupt */
3 a/ E8 a+ a6 p. V8 L, N, \( [ - SVCall_IRQn = -5, /*!< 11 Cortex-M3 SV Call Interrupt */( A: B( a/ R1 t7 q
- DebugMonitor_IRQn = -4, /*!< 12 Cortex-M3 Debug Monitor Interrupt */6 }4 F) Y2 ?1 H" P0 I8 X$ D
- PendSV_IRQn = -2, /*!< 14 Cortex-M3 Pend SV Interrupt */
8 X- p/ \! Q) c( i# } - SysTick_IRQn = -1, /*!< 15 Cortex-M3 System Tick Interrupt */
0 o8 I4 x5 ]* P# l3 b
7 S! P" J$ T, m: S% I4 ]- /****** STM32 specific Interrupt Numbers *********************************************************/9 q* c* |8 H4 t9 [1 H; n4 t1 X
- WWDG_IRQn = 0, /*!< Window WatchDog Interrupt */# A, S- r( J$ Z" k' o$ F7 V; V8 M
- PVD_IRQn = 1, /*!< PVD through EXTI Line detection Interrupt */
8 U/ v! f: u) N% M! Q - TAMPER_IRQn = 2, /*!< Tamper Interrupt */% N6 H a( g6 r j* ?6 r3 f* a5 z
- RTC_IRQn = 3, /*!< RTC global Interrupt */
% b9 c+ v3 e5 w; i% L8 M5 i - FLASH_IRQn = 4, /*!< FLASH global Interrupt */1 {2 T4 k0 J+ v
- RCC_IRQn = 5, /*!< RCC global Interrupt */. K5 k4 G) c) @
- EXTI0_IRQn = 6, /*!< EXTI Line0 Interrupt */
1 B( H1 _) g" z% k9 Z - EXTI1_IRQn = 7, /*!< EXTI Line1 Interrupt */' H5 o9 G5 l8 I- `0 `
- EXTI2_IRQn = 8, /*!< EXTI Line2 Interrupt */
- C9 K5 s0 r. X: W0 P' ^ - EXTI3_IRQn = 9, /*!< EXTI Line3 Interrupt */
$ b3 w5 z5 A9 y6 z1 p; W, v, A5 ^ - EXTI4_IRQn = 10, /*!< EXTI Line4 Interrupt */1 x8 K' D& s; U8 o& [9 J) u
- DMA1_Channel1_IRQn = 11, /*!< DMA1 Channel 1 global Interrupt */* E% {5 L0 h3 _3 {0 m5 Z
- DMA1_Channel2_IRQn = 12, /*!< DMA1 Channel 2 global Interrupt */+ `+ N2 f2 }* A& A
- DMA1_Channel3_IRQn = 13, /*!< DMA1 Channel 3 global Interrupt */* w% E: ^& |$ `
- DMA1_Channel4_IRQn = 14, /*!< DMA1 Channel 4 global Interrupt */0 _/ @6 d6 I" m4 Z8 h& [
- DMA1_Channel5_IRQn = 15, /*!< DMA1 Channel 5 global Interrupt */4 w0 D7 A( T, X1 V
- DMA1_Channel6_IRQn = 16, /*!< DMA1 Channel 6 global Interrupt */6 x7 U+ k8 A5 A# H. W* B* w6 e
- DMA1_Channel7_IRQn = 17, /*!< DMA1 Channel 7 global Interrupt *// Z7 Z- ]7 i j* t
- #ifdef STM32F10X_HD" k$ ~+ z. @6 p: g3 ^& X% c
- ADC1_2_IRQn = 18, /*!< ADC1 and ADC2 global Interrupt */
1 G% [( v8 V% m; f& I& e0 B7 a2 ?+ C; E - USB_HP_CAN1_TX_IRQn = 19, /*!< USB Device High Priority or CAN1 TX Interrupts */
- Z" }, G- B5 p+ q ]+ s - USB_LP_CAN1_RX0_IRQn = 20, /*!< USB Device Low Priority or CAN1 RX0 Interrupts */
* X' r: s$ I2 H* b! g - CAN1_RX1_IRQn = 21, /*!< CAN1 RX1 Interrupt */
7 ~9 T5 L8 e! ]4 J/ I$ a( g - CAN1_SCE_IRQn = 22, /*!< CAN1 SCE Interrupt */
2 ?3 a% l& q$ Y3 H" {6 i$ E - EXTI9_5_IRQn = 23, /*!< External Line[9:5] Interrupts */
: H5 X9 v) u0 ^ - TIM1_BRK_IRQn = 24, /*!< TIM1 Break Interrupt */' B2 K# c" I% N P2 i- Y
- TIM1_UP_IRQn = 25, /*!< TIM1 Update Interrupt */% |3 @ e% `2 C8 o
- TIM1_TRG_COM_IRQn = 26, /*!< TIM1 Trigger and Commutation Interrupt */
/ G K' ~$ }4 f# O) D$ B! r' d - TIM1_CC_IRQn = 27, /*!< TIM1 Capture Compare Interrupt */
. `( s1 h' b4 }# P* o/ Z - TIM2_IRQn = 28, /*!< TIM2 global Interrupt */
+ N e, N: N& c# l# S6 V - TIM3_IRQn = 29, /*!< TIM3 global Interrupt */
3 a% X& n% @/ A - TIM4_IRQn = 30, /*!< TIM4 global Interrupt */
& g6 }1 J; X N2 O, d! s g - I2C1_EV_IRQn = 31, /*!< I2C1 Event Interrupt */- _' e/ I6 Q9 h. B
- I2C1_ER_IRQn = 32, /*!< I2C1 Error Interrupt */
' X7 z& s1 h4 q, G& M - I2C2_EV_IRQn = 33, /*!< I2C2 Event Interrupt */# F5 {- M: [" D# `8 @( Z
- I2C2_ER_IRQn = 34, /*!< I2C2 Error Interrupt */
( h/ V2 I5 f; ?4 u& D H - SPI1_IRQn = 35, /*!< SPI1 global Interrupt */1 e+ e' ~9 O& Y1 ^- F- ~3 M: n
- SPI2_IRQn = 36, /*!< SPI2 global Interrupt */" |! E7 H- W% ?! r; O# c
- USART1_IRQn = 37, /*!< USART1 global Interrupt */: ?4 W0 U; d3 l
- USART2_IRQn = 38, /*!< USART2 global Interrupt */
+ R0 b( f! r/ U/ R. M. l, N - USART3_IRQn = 39, /*!< USART3 global Interrupt */
/ s, H; @2 u5 f0 Y9 `" e - EXTI15_10_IRQn = 40, /*!< External Line[15:10] Interrupts */
9 c8 `" m" R) J& S, F - RTCAlarm_IRQn = 41, /*!< RTC Alarm through EXTI Line Interrupt */1 ?' o4 H8 ^# i8 l& g
- USBWakeUp_IRQn = 42, /*!< USB Device WakeUp from suspend through EXTI Line Interrupt */
, t6 ^2 e+ }1 h5 e5 | - TIM8_BRK_IRQn = 43, /*!< TIM8 Break Interrupt */
! @! H/ Y" Y7 P. }! m m9 j" R - TIM8_UP_IRQn = 44, /*!< TIM8 Update Interrupt */
* N- Q% Q8 X2 U - TIM8_TRG_COM_IRQn = 45, /*!< TIM8 Trigger and Commutation Interrupt */
0 f( X7 c; A4 Y! X& ]9 E3 G - TIM8_CC_IRQn = 46, /*!< TIM8 Capture Compare Interrupt */
' U: H# }. L9 Z2 B- s* q+ E: A7 n - ADC3_IRQn = 47, /*!< ADC3 global Interrupt */
' s0 G, F) ]2 t& O' s1 V0 a - FSMC_IRQn = 48, /*!< FSMC global Interrupt */ _' l2 t! m1 W- |" Q# O
- SDIO_IRQn = 49, /*!< SDIO global Interrupt */6 m" n- C# J0 `
- TIM5_IRQn = 50, /*!< TIM5 global Interrupt */( A2 ?) H, G; V* x9 q3 S
- SPI3_IRQn = 51, /*!< SPI3 global Interrupt */
q' G9 \. X$ u- a9 p* E( E - UART4_IRQn = 52, /*!< UART4 global Interrupt */
( S" H2 m( }- M5 q - UART5_IRQn = 53, /*!< UART5 global Interrupt */
1 R7 l8 o; T* E v - TIM6_IRQn = 54, /*!< TIM6 global Interrupt */3 Z* a5 V! l) o) g9 O3 M) T9 N( M
- TIM7_IRQn = 55, /*!< TIM7 global Interrupt */3 o% i1 E2 h* b; D$ k5 z8 }; m
- DMA2_Channel1_IRQn = 56, /*!< DMA2 Channel 1 global Interrupt */7 H& x$ E$ z4 f' b+ y( S
- DMA2_Channel2_IRQn = 57, /*!< DMA2 Channel 2 global Interrupt *// a5 q- p! T8 r9 g$ z" @
- DMA2_Channel3_IRQn = 58, /*!< DMA2 Channel 3 global Interrupt */; R; r+ k0 J" H5 J
- DMA2_Channel4_5_IRQn = 59 /*!< DMA2 Channel 4 and Channel 5 global Interrupt */2 l N- V! ^, w* a5 W2 ~3 I' y
- #endif /* STM32F10X_HD */7 s |3 e2 ]7 b7 H
- } IRQn_Type;
' u- a8 c( K/ |(2)NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定。 (3)NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定。 (4)NVIC_IRQChannelCmd：中断使能(ENABLE)或者失能(DISABLE)。操作的是NVIC_ISER和NVIC_ICER这两个寄存器。 - static void NVIC_Configuration(void)
) h4 f6 ?7 v5 [, ~ - {9 H6 }; D) f) P F% \1 h: z' D7 _
- NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
3 X1 m- F) |" s" j - NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1); /* 配置 NVIC 为优先级组 1 */( C% z$ X7 J2 |9 S
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY1_INT_EXTI_IRQ; /* 配置中断源：按键 1 */
4 x) h7 L8 f$ b& _* t+ H - NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;/* 配置抢占优先级： 1 */, Y' y) m, H& s0 t
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; /* 配置子优先级： 1 */" r1 i3 X" o* e* v, ]: [: P
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; /* 使能中断通道 */. ~# ~. j% @: n; F/ o
- NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
+ V, R( ?+ P0 | - }
3、编写中断服务函数 在启动文件 startup_stm32f10x_hd.s 中预先为每个中断都写了一个中断服务函数，只是这些中断函数都是为空，为的只是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需要我们重新编写， 为了方便管理我们把中断服务函数统一写在 stm32f10x_it.c 这个库文件中。关于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就在中断向量表中找不到中断服务函数的入口，直接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，并且在里面无限循环，实现不了中断。 - J! Y1 u& _2 f0 h8 V5 ~" Y3 g
二、EXTI EXTI（External interrupt/event controller） —外部中断/事件控制器， 管理了控制器的 20
$ b- \" H7 \1 l个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升沿
3 n: H! O4 n& G检测和下降沿的检测。 EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为
5 a& w, s3 Y3 a" H) g: ~1 B中断或者事件，以及触发事件的属性。 注：EXTI实际上主要就是为GPIO（PX0~PX15（X=A B C D E F G H I））服务的，除此之外还有PVD输出、RTC闹钟事件、USB唤醒事件、以太网唤醒事件（只适合互联型） EXTI功能图
4 t/ E8 z+ f" L4 O. o8 [0 {8 ~! a2 o- _' w( v) A) x
注：20个信号线路与EXTI的20个中断/事件线是对应的。EXTI两大功能：(1)产生中断(2)产生事件 红色虚线： 编号1是输入线，输入线通过寄存器可设置为任意一个 GPIO，也可以是一些外设的事件，输入线一般是存在电平变化的信号。 编号2 是一个边沿检测电路，它会根据上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)和下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)对应位的设置来控制信号触发。 边沿检测电路以输入线作为信号输入端，如果检测到有边沿跳变就输出有效信号 1（逻辑1） 给编号 3 电路，否则输出无效信号0（逻辑0）。 编号 3 电路实际就是一个或门电路，一个输入来自编号 2 电路，另外一个输入来自软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。 EXTI_SWIER 允许 我们通过程序控制就可以启动中断/事件线。这两个输入随便一个信号为有效信号 1就可以输出 1 给编号 4 和编号 6 电路。 编号 4 电路是一个与门电路，一个输入是编号 3 电路，另外一个输入来自中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。如果 EXTI_IMR 设置为 1 时，最终编号 4 电路 输出的信号才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_IMR来实现是否产生中断的目的。编号 4 电路输出的信号会被保存到 挂起寄存器(EXTI_PR)内，如果确定编号 4 电路输出为 1 就会把 EXTI_PR 对应位置 1。 编号 5 是将 EXTI_PR 寄存器内容输出到 NVIC 内，从而实现系统中断事件控制。 绿色虚线：（它是一个产生事件的线路，最终输出一个脉冲信号） 产生事件线路是在编号 3 电路之后与中断线路有所不同，之前电路都是共用的。 编号6 电路是一个与门，一个输入来自编号 3 电路，另外一个输入来自事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)。如果EXTI_EMR 设置为 1 时，最终编号 6 电路输出的信号 才由编号 3 电路的输出信号决定，这样我们可以简单的控制 EXTI_EMR 来实现是否产生事件的目的。 编号 7 是一个脉冲发生器电路，当编号 6 电路输出一个有效信号 1 时就会产生一个脉冲。 编号 8 是一个脉冲信号，产生事件的线路的最终产物，这个脉冲信号可以给其他外设电路使用，比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC 等，这样的脉冲信号一般用来触发 TIM 或者 ADC 开始转换。 小结：产生中断的线路（红色）目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步运行中断服务函数，实现功能，这是软件级的。 而产生事件线路（绿色）目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，是电路级别的信号传输，属于硬件级的。 除此还需注意EXTI是挂在APB2总线上的。 ' O Q; f, O! W: q
6 E4 g9 J+ V0 U( c5 I" F n
EXTI有20个中断/事件线，GPIO设置为输入线占用16根线EXTI0~EXTI15，还有4根线用于特定的外设事件（由外设触发）。 & J* O4 H3 r' X* W
; ^7 m- s7 D4 q+ f6 ]
输入源选择，以EXTI0为例，EXTI0可以通过APIO的外部中断配置寄存器1(AFIO_EXTICR1)的EXTI0[3:0]为选择配置为PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0、PH0、PI0。
/ s" A7 o2 ^) ?7 ^$ AEXTI初始化结构体 标准库函数对每个外设都建立了一个初始化结构体，EXTI对应为EXTI_InitTypeDef，结构体成员用于设置外设工作参数(配置外设相应的寄存器)，并由外设初始化配置函数调用。 初始化结构体定义在 stm32f10x_exti.h 文件中，初始化库函数定义在 stm32f10x_exti.c 文件中，编程时我们可以结合这两个文件内注释使用。 - P5 Z& l( _! g6 P( H
1 [3 S& o' f, W/ y" n) C
EXTI_InitTypeDef成员变量分析： (1)EXTI_Line：EXTI中断/事件线选择。2 c% W! O, v- {; q$ C
(2)EXTI_Mode：EXTI模式选择，产生中断(EXTI_Mode_Interrupt)或者产生事件(EXTI_Mode_Event)。 (3)EXTI_Trigger：触发类型。EXTI 边沿触发事件，上升沿触发(EXTI_Trigger_Rising)、下降沿触发(EXTI_Trigger_Falling)、上升沿和下降沿都触发(EXTI_Trigger_Rising_Falling)。 (4)EXTI_LineCmd：控制是否使能EXTI线，使能 EXTI 线(ENABLE)、禁用(DISABLE)。 EXTI编程： (1)初始化用来产生中断的GPIO。 (2)初始化EXTI。 (3)配置NVIC。 (4)编写中断服务函数。 ) _+ D" ?- D- q, y* a' H
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STMCU小助手
发布时间：2022-1-31 16:00
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