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【经验分享】STM32 上 RTOS 的中断管理

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-26 15:54
一. 中断管理体系
- H8 B& m# |3 V2 j
1 w! h  P$ B' O/ v& \, H/ ^( f YZU62GTLTYBW201FPWM1`2F.png
) P! Q8 M3 {' h" }5 K0 o
$ i  }% g$ ?  ^$ m% a6 [8 M本文以 STM32F1,F2,F3,F4 为例(采用 Cortex-M3,M4 内核),内核支持中断嵌套(最多可设置256 个中断优先级)。STM32 只使用其中的 16 个优先级。' g. P; A  p0 c- w
如图 1 所示,RTOS 一般不会将优先级分组,但是会设置为 3 类,优先级最低的中断(级别 15)由SysTick,PendSV 所使用;中断级别 8~14 的服务程序可以调用内核提供的进程间通信函数,但是此类中断服务程序会受到内核的影响,中断响应可能被推迟(在进入临界区后,CPU 会设置为忽略为8~15 的优先级中断请求,但中断控制器会锁存这些请求,在告别临界区后重新打开中断便可立即产生中断请求);级别 0~7 的中断服务程序不使用内核提供的任何函数,即内核不会影响这些中断,因此其中断延迟时间是非常短的。# W: i1 c, m, M5 e  b% @
+ F% y' M& S; S8 k
二. 中断延迟的实例
5 @. c# x, W, R1. 测试简介
  ~1 A& T: m' k- Q
初始化 GPIO PA0 为 EXTI 中断,进入临界区后按 PA0(中断源),中断不会即时响应,离开临界区后此中断会被响应。2 j( M& v: E9 l' V
  1. /* 配置 PA0 为 EXTI 中断 */
    % X0 P$ ], y* \1 u
  2. EXTILine0_Config();7 u% J1 h4 h5 i! p; p" [) J
  3. CPU_SR_Save(); // 进入临界区' S9 h' i; P1 ?; N- Z
  4. for (i=0;i<200;i++)$ v' L$ I" ?! C# P1 E' X+ t* T6 u  P1 U
  5. 04 l- x: @9 n9 a; x
  6. 8
    ) x5 f( }! p7 d/ O- c3 w; `
  7. 14
    ) @4 W) w0 ?% Z. A1 L5 \  {
  8. 152 [6 F8 y) \& u# S: ]
  9. Non-RTOS IRQ
    2 c# `! C, J6 d+ P
  10. RTOS IRQ
    7 ~7 z' E8 F( v+ P: t3 A/ C
  11. Kernel' b! [2 B% L$ ]+ S, ?
  12. (PendSV, SysTick)# m/ c+ ]" a5 @. B4 a( w* x
  13. STM32 优先级) W1 H  e6 @. w" z( F4 b
  14. configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
    4 g. m* |- f- \  r+ F% H" p
  15. configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY& R2 a) \3 X& }/ f8 I: |
  16. 内核不参与的中断服务2 b5 j2 @) |1 Y# q  I2 k
  17. 内核参与的中断服务# T, u) ?# c8 }) ]
  18. {$ O% z9 J% X5 E4 ^, x5 @, Y
  19. for (j=0;j<50000;j++);# K" L! ]# J+ X6 n6 @2 T
  20. }0 C( \1 b/ O# V9 [" Y7 B* x$ ?) H
  21. CPU_SR_Restore(); //离开临界区
复制代码
临界区实现如下,此临界区实现屏蔽掉所有中断优先级的中断,注意在 M3/M4 内核下,可以屏蔽一定级别的中断。
; N% [( a9 l  y) x) c. ^
  E5 R1 |0 @) l- U9 N* ?% @6 |
  1. __asm void CPU_SR_Save(void)9 G3 {1 b( e# K7 c$ G# X, q( x7 [
  2. {
    0 m9 Y/ B+ M4 S
  3. MRS R0, PRIMASK ; Set prio int mask to mask all (except faults)
    5 `* m: Z  Y2 ~2 `2 [
  4. CPSID I, Z: j) M& W+ V. h- R, o
  5. BX LR: Y# W% Z, Y4 A2 D* R1 a
  6. }
    3 K, `5 z7 I. O7 [  p8 @' @+ [
  7. __asm void CPU_SR_Restore(void)% e+ u2 Q6 L& W' y
  8. {
    1 C% V0 n) v. [
  9. MSR PRIMASK, R0
    2 M8 {  f4 O; G; J4 U
  10. BX LR
    % `1 \/ x+ V0 w# F0 G* v1 m
  11. }
    5 K1 z6 [* L$ Z8 [) c) C( X
复制代码
% T7 C& B2 `$ a5 r! z/ r9 Q

/ Z3 H; h  ^7 a+ A7 q三.FreeRTOS 下的设置
1 B, X+ N+ y% O* t( T1 B7 cFreeRTOSConfig.h 中9 |- K6 m$ t; w1 v) ~/ o/ z4 T

+ _2 V1 F/ r  L( h4 Y
  1. #define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 0xf
    * T: g- ]4 e. n9 S
  2. #define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 8
复制代码
3 f8 ]& Q. I" E& f0 |

3 t" c" K% b) t+ `7 N, D* {
) A# c: G8 x7 Q/ h
  E- L( ^$ c+ w/ [) k& T
; f, |, A' \: z" C. y& s. _5 o4 f5 ]6 z- {4 v

; Y1 G; e3 P/ ]) h: ~# c+ A' R7 j: _. {* l5 X/ P9 F" t- L6 K

$ T2 m/ j& L. `1 {2 W1 ~5 u$ l
! i6 w& E$ H" g1 c+ Y. t# o( ]) U  N" q" I" ?. U: p3 \5 U
1 ^- h# d, S6 ~/ ~% i

8 R8 H' J& z# f9 e/ \1 p: G$ f
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