
STM32中断详解 / Z/ K+ a3 ~7 H4 }1 异常类型 CM3内核支持256个中断,其中 16个内核中断和240个外部中断,并具有256级可编程中断设置。STM32并没有使用CM3的全部内容,而是使用了一部分。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级可编程中断优先级。STM32F103 在内核水平上搭载了一个异常响应系统,支持为数众多的系统异常和外部中断。其中系统异常有 8 个(如果把 Reset 和 HardFault 也算上的话就是 10 个),外部中断有 60个。除了个别异常的优先级被定死外,其它异常的优先级都是可编程的。有关具体的系统异常和外部中断可在标准库文件 stm32f10x.h 这个头文件查询到,在 IRQn_Type 这个结构体里面包含了 F103 系列全部的异常声明。F103系统异常清单见下表。 ![]() F103 外部中断清单见下表。+ F! A* n# N0 E+ ]& Q. D0 T- C ![]() ![]() + ?% v6 Y0 @: a4 g 2 NVIC简介 & T3 R3 Y0 S( q. ]6 a" M+ B0 Q在讲如何配置中断优先级之前,我们需要先了解下 NVIC。 NVIC 是嵌套向量中断控制器,控制着整个芯片中断相关的功能,它跟内核紧密耦合,是内核里面的一个外设。但是各个芯片厂商在设计芯片的时候会对 Cortex-M3 内核里面的 NVIC 进行裁剪,把不需要的部分去掉,所以说 STM32 的 NVIC 是 Cortex-M3 的 NVIC 的一个子集。& g9 Y u# v4 B" |9 D+ D; w+ t 9 s8 e# X8 F2 f$ z+ x& ]1 C) x NVIC 寄存器简介 在固件库中, NVIC 的结构体定义可谓是颇有远虑,给每个寄存器都预留了很多位,恐怕为的是日后扩展功能。不过 STM32F103 可用不了这么多,只是用了部分而已,具体使用了多少可参考《 Cortex-M3 内核编程手册》的NVIC 寄存器映射。: x: }+ Y& J( `1 ] ![]() 在配置中断的时候我们一般只用 ISER、 ICER 和 IP 这三个寄存器, ISER 用来使能中断, ICER 用来失能中断,IP 用来设置中断优先级。 NVIC 中断配置固件库 固件库文件 core_cm3.h 的最后,还提供了NVIC 的一些函数,这些函数遵循 CMSIS 规则,只要是 Cortex-M3 的处理器都可以使用,符合CMSIS标准的NVIC库函数具体如下表。8 |/ p6 N6 t2 K ![]() ! D3 ^+ t% y# @: [# c2 ~: d1 U 3 优先级的定义 优先级定义 在 NVIC 有一个专门的寄存器:中断优先级寄存器 NVIC_IPRx,用来配置外部中断的优先级, IPR 宽度为 8bit,原则上每个外部中断可配置的优先级为 0~255,数值越小,优先级越高。但是绝大多数 CM3 芯片都会精简设计,以致实际上支持的优先级数减少,在F103 中,只使用了高 4bit,F103 使用 4bit 表达优先级如下所示。 + X/ n0 q6 N, n4 ^" T8 m2 J3 N 用于表达优先级的这 4bit,又被分组成抢占优先级和子优先级。如果有多个中断同时响应,抢占优先级高的就会抢占抢占优先级低的优先得到执行,如果抢占优先级相同,就比较子优先级。如果抢占优先级和子优先级都相同的话,就比较他们的硬件中断编号,编号越小,优先级越高。8 r! K" h9 r- e) _ 4 z1 N9 `1 @( b' _$ x7 c 6 M5 J. T: ^8 ?( z$ } 优先级分组" q0 ?8 s- P4 j+ o/ r* Z 优先级的分组由内核外设 SCB 的应用程序中断及复位控制寄存器 AIRCR 的PRIGROUP[10:8]位决定, F103 分为了 5 组,具体如下:主优先级=抢占优先级。优先级分组如下表所示。 ![]() ![]() 中断编程 ![]() 在配置每个中断的时候一般有 3 个编程要点: 1、使能外设某个中断。这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。比如串口有发送完成中断,接收完成中断,这两个中断都由串口控制寄存器的相关中断使能位控制。 2、初始化 NVIC_InitTypeDef结构体,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。! J# k y# J4 O
有关 NVIC 初始化结构体的成员我们一一解释下:& T9 T* S' B4 W3 ~( z9 k: o 1) NVIC_IROChannel:用来设置中断源,不同的中断中断源不一样,且不可写错,即使写错了程序也不会报错,只会导致不响应中断。具体的成员配置可参考 stm32f10x.h 头文件里面的 IRQn_Type 结构体定义,这个结构体包含了所有的中断源。
2)NVIC_IRQChannelPreemptionPriority:抢占优先级,具体的值要根据优先级分组来确定,具体参考表6优先级分组真值表。 3)NVIC_IRQChannelSubPriority:子优先级,具体的值要根据优先级分组来确定,具体参考表6优先级分组真值表。 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。 8 t5 c. R3 B8 U- S- z 3、编写中断服务函数 在启动文件startup_stm32f10x_hd.s 中我们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。4 Y( U, Y! n- ]" \3 W ( t0 R P7 a1 Y |8 F7 p % _$ G! h( A8 w& G1 ?& Y& g' U b. U: V0 U& ^8 U |
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