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【经验分享】stm32之NVIC

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-18 22:35
STM32的NVIC理解 例程:  /* Configure one bit for preemption priority */
# c3 d4 W9 a# |1 z$ [( |9 d; @

1 L, n" s9 H5 F9 X1 @/ C  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);+ X8 `6 I2 H+ [1 |
  4 K& w5 _( K' p% \( e, r9 w
  /* Enable the WAKEUP_BUTTON_EXTI_IRQn Interrupt */
/ `" G/ h8 v6 z' M" X  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = WAKEUP_BUTTON_EXTI_IRQn;( S( B5 H% H; Q3 u
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriorityValue;
  R$ _& s3 f$ n2 ]6 l/ M  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
& |, `4 \7 ^9 L1 E; K  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;1 S: v$ B  I  \; q/ k- n, D) |# P
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/ x' P  Y% t+ w5 b2 y# t% z9 {/ _  ) D* p8 S/ I5 I& \6 M8 C2 C. m
  /* Enable the KEY_BUTTON_EXTI_IRQn Interrupt */
. c$ T7 Q+ |/ k% D# V1 X1 |3 n  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = KEY_BUTTON_EXTI_IRQn;
/ r, u4 c/ F! p1 }( b3 H) W. L  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;2 Y% a& }0 q1 H/ ^* j; w& ]- B9 M
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
. t$ G/ i, i, [# k8 B( m! g! m  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;1 M4 f" \$ P+ m
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);8 c% {! E- s7 Y8 G
  
# j2 Z; B- R; v7 }  /* Configure the SysTick Handler Priority: Preemption priority and subpriority */; \- y# p  Q. d( v, k# D7 [4 P+ f3 C  v
  NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, NVIC_EncodePriority(NVIC_GetPriorityGrouping(), !PreemptionPriorityValue, 0));
8 j# |4 H, E  J  _# l
1 o+ e0 e3 {9 I/ N( L7 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。

: |2 T% G3 ~( G& K% b3 n
        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; \% H$ e7 f0 N, _7 `1 _* O4 M
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1 L- j0 ]+ L4 @0 }4 w
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
+ X) u. U6 h3 G' i, `2 |. U6 z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9 l, ~% u6 O+ H& S
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" H, x, p1 }- q- t9 o. I4 k  R
NVIC_PriorityGroup_1 => 选择第1组
3 Q0 M0 L5 K. ?) q; d9 o! m# pNVIC_PriorityGroup_2 => 选择第2组
& S. @) O& {% l/ i: r6 T, W% TNVIC_PriorityGroup_3 => 选择第3组  v# k7 f4 F7 a- ]
NVIC_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;
( N5 ~& p  q* n( X  N# 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;

/ b. o# H( k1 F, ]
第三步:中断初始化结构体初始化操作如下
         NVIC_Init(&EXTI_NVIC_InitStructure);
8 Y; v9 g4 R- S
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);
; C  E& {6 }/ y; `void NVIC_SETFAULTMASK(void);
(2)   下面两个函数等效开放总中断
void NVIC_RESETPRIMASK(void);
5 z. E4 K6 R$ e% I+ tvoid NVIC_RESETFAULTMASK(void);
(3)   常用操作是先关后开中断
NVIC_SETPRIMASK();     // Disable Interrupts 1 v( m6 J" {  c2 W" O3 P- W6 r, y
NVIC_RESETPRIMASK(); // Enable Interrupts
两种类型函数要成对使用。

) `, t3 M! ^! U. \7 Q6 VSTM32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, V! V7 E# Z* D  ~

$ c! H% E& e4 W# i#define NVIC_PriorityGroup_0 ((u32)0x700)
. P, @' }! W# _% i: Y0 V#define NVIC_PriorityGroup_1 ((u32)0x600)3 N+ H+ g5 X1 F% c, ^- Y' B# W
#define NVIC_PriorityGroup_2 ((u32)0x500)
7 G; W+ V4 S$ \: s; p8 ?#define NVIC_PriorityGroup_3 ((u32)0x400)8 t; \2 x" D# V3 q5 Y2 f
#define NVIC_PriorityGroup_4 ((u32)0x300)
% [9 A! T/ I3 C" @5 |% L1 p
3 o8 _* r& ~& e: m0 |形象化的理解是:
' B7 Z  M1 Y7 y, |8 k8 X! Y$ \: Q" y0 R0 }
你是上帝,$ }. n+ D2 G+ G3 N+ _1 A
造了43个人,这么多人要分社会阶级和社会阶层了;' k) u* E7 ^4 s& y
因为“阶级”的词性比较重;"阶层"比较中性,/ `) ]( c9 F( s: l( v
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;2 n, H3 b2 p, g: m+ `  `

: x' ]' [) J- m2 P4 \6 w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。
' i- D" G+ V- y& F. F6 D. m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& n: w* J0 l2 l  J7 O3 W- N; G. N  L
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
! |. z- q  ^  g0 wNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 8; // 指定抢占式优先级别1,可取0-15' S- Z/ B! z5 V9 x, j' u1 k
0 m# y% p, e7 Y$ g; z/ R# p; N
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)# K0 m* H. ]7 f( G  B+ {# b4 O
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;  i' L% V) W) f

. |, x6 x4 G% e# `4 M% f4 ]又有1个人SPI1_IRQChannel,设定如下
; a+ T, Q7 f8 [" l9 W4 c( r' w" MNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI1_IRQChannel;
% x' t/ i5 k. T- h. bNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 指定抢占式优先级别1,可取0-155 v. R/ U; ~0 n' J& y" y9 u
" B- u9 O1 S( l8 L! R8 U
SPI1_IRQChannel的阶级高,EXTI0_IRQChannel做事的时候可以打断(嵌套)。
, S/ o8 v: ]5 [, f) Q
. p0 D! o  f) X: F9 s, q& s, d. L7 _
. e5 A$ w+ R% Z
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。3 P. x4 B0 J" F/ B6 ]5 U
, W5 P8 L' n6 J3 }% s, J8 |
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:
- j0 h) {% U3 j1 |( ?. w3 o, tNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
) T3 c6 S/ L5 b- X% WNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定抢占式优先级别1,可取0-7
4 a; r1 r: G9 s) T) B: M: z还需要指定他的阶层:7 |1 T+ i6 j6 k! P0 e
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定响应优先级别0,可取0-1& |( j1 X  A. ^6 Y$ K5 j$ J0 H& V) r
; a* m1 g" y+ a7 i# u  n/ Y
另有1个人叫EXTI9_5_IRQChannel,他的阶级和阶层设定如下0 }) \9 q3 w+ n& H
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
. g( F: L% u1 Q) ONVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3; // 指定抢占式优先级别0,可取0-7$ D! ?" |' o+ U! l/ U2 e4 @1 ]) S. p( Y
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1
7 f: `5 l) o0 U( ]) `6 F0 H$ T% t# \/ g. A" Z. h6 i8 [
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)
$ H7 I) k* j, H- k( g4 u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。5 X0 `3 ]; Q( K1 x% S3 d! X
- O9 u5 E2 j2 W4 O$ _
还有一个人叫USART1_IRQChannel,他的阶级和阶层设定如下7 z+ \' j- x& f, L. P6 i; h5 v0 j
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQChannel;
7 L& p: u; t4 h. Z; j* yNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; // 指定抢占式优先级别0,可取0-7) m. A% b1 z! g) E' f4 K
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1
  P1 s0 N( n0 w3 D) A. i- e: A* `7 v9 [% G, J# l
USART1_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)。4 t3 ^+ r0 C# [! s4 @: |: v. _# R2 F

" x5 V/ T, H9 U4 P
* T! ]2 C, S6 T' W( Q
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