STM32 中断非常强大，几乎每个外设都可以产生中断，因此这里我们单独使用一章来介绍它，为后面介绍外设中断做铺垫。学习本章可以参考《STM32F10x中文参考手册》 -9 中断和事件章节， 《Cortex M3 权威指南(中文)》 -chpt08 NVIC与中断控制章节。

中断概念

    在学习 51 单片机时，我们就接触过中断，中断其实就是当 CPU 执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起 CPU 暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程就称为中断，引发中断的称为中断源。比如：看电视时突然门铃响，那么门铃响就相当于中断源。

    有些中断还能够被其他高优先级的中断所中断，那么这种情况又叫做中断的嵌套，中断示意图如图。

+ p2 \4 U: I( h, i/ T- B, J

% ?* O) n9 p% k' p- t

    Crotex-M3 内核支持 256 个中断，其中包含了 16 个内核中断和 240 个外部中断。但 STM32 并没有使用 M3 内核的全部东西，而是只用了它的一部分。

    STM32F10x 芯片有 84 个中断通道，包括 16 个内核中断和 68 个可屏蔽中断，对于STM32F103系列芯片只有60个可屏蔽中断， 在 STM32F107 系列才有 68 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。这些中断通道已按照不同优先级顺序固定分配给相应的外部设备。从 STM32F10x 中文参考手册的中断向量表可以知道具体分配到那些外设，这里只截取一部分，如需了解更详细可参考《STM32F10x 中文参考手册》-9 中断和事件章节内容，中断向量表如图。

3 m/ K! t* K2 ^, A( o

NVIC介绍

    NVIC 英文全称是 Nested Vectored Interrupt Controller，中文意思就是嵌套向量中断控制器，它属于 M3 内核的一个外设，控制着芯片的中断相关功能。

    由于 ARM 给 NVIC 预留了非常多的功能， 但对于使用 M3 内核设计芯片的公司可能就不需要这么多功能，于是就需要在 NVIC 上裁剪。ST 公司的 STM32F103芯片内部中断数量就是 NVIC 裁剪后的结果。

    上面说到 NVIC 控制着芯片的中断相关功能， 那么肯定有很多对应的寄存器，在固件库 core_cm3.h 文件内定义了一个 NVIC 结构体，里面定义了相关寄存器，如下：

1. typedef struct
   
2. {
   4 D) D& a2 S* R) a$ r( Z4 r4 s
3. __IO uint32_t ISER[8]; //中断使能寄存器
   
4. uint32_t RESERVED0[24];
   $ A5 A6 C0 y% Z3 Z0 a' k2 e' B$ Y7 n
5. __IO uint32_t ICER[8]; //中断清除寄存器
   
6. uint32_t RSERVED1[24];
   % b  f$ _5 t- [1 |- \' x
7. __IO uint32_t ISPR[8]; //中断使能悬起寄存器
   
8. uint32_t RESERVED2[24];
   
9. __IO uint32_t ICPR[8]; //中断清除悬起寄存器
   
10. uint32_t RESERVED3[24];
    * z2 s9 ^, J' V0 C' g0 y( P5 x
11. __IO uint32_t IABR[8]; //中断有效位寄存器
    
12. uint32_t RESERVED4[56];
    " p4 J5 ]" _7 o
13. __IO uint8_t IP[240]; //中断优先级寄存器
    
14. uint32_t RESERVED5[644];
    ; [8 E9 c* g2 b7 P3 f' |
15. __O uint32_t STIR; //软件触发中断寄存器
    6 A2 P3 n8 Z5 b
16. } NVIC_Type;

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    在配置中断时，我们通常使用的只有 ISER、 ICER 和 IP 这三个寄存器，
1 a7 F  g+ C. I5 y9 h6 m

ISER是中断使能寄存器，ICER是中断清除寄存器，IP 是中断优先级寄存器。

在固件库 core_cm3.h文件后面，还提供了一些对 NVIC 操作的库函数，这些

函数都是遵循 CMSIS 标准， 所以只要是基于 Cortex-M3 内核的芯片都可以用这些函数来操作 NVIC，只不过我们很少这样做，甚至不使用这些函数，因为在后面我们会有更简单的办法来配置中断。至于这些函数内容，大家如果有兴趣的话，可以打开我们库函数版本任意程序，找到 core_cm3.h 文件查看即可。

中断优先级

    前面说了 STM32F103 芯片支持 60 个可屏蔽中断通道，每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节(8 位，理论上每个外部中断优先级可以设置为0-255，数值越小，优先级越高。但是 STM32F103 中只使用 4 位，高4位有效)，用于表达优先级的高 4 位又被分组成抢占式优先级和响应优先级， 通常也把响应优先级称为“亚优先级”或“副优先级”，每个中断源都需要被指定这两种优先级。

    高抢占式优先级的中断事件会打断当前的主程序或者中断程序运行， 俗称中断嵌套。在抢占式优先级相同的情况下，高响应优先级的中断优先被响应。

    当两个中断源的抢占式优先级相同时，这两个中断将没有嵌套关系，当一个中断到来后，如果正在处理另一个中断，这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达，则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个；如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等，则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理那一个，越靠前的先执行。

    STM32F103 中指定中断优先级的寄存器位有 4 位，这 4 位的分组方式如图。

. P1 ?7 p% x0 e/ F9 ~

第0 组：所有 4 位用于指定响应优先级

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

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

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

第4 组：所有 4 位用于指定抢占式优先级

    设置优先级分组可调用库函数 NVIC_PriorityGroupConfig()实现，有关NVIC 中断相关的库函数都在库文件 misc.c 和 misc.h 中，所以当使用到中断时 ， 一 定 要 记 得 把 misc.c 和 misc.h 添 加 到 工 程 组 中 。

NVIC_PriorityGroupConfig()函数代码如下：

1. void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
   * k- U+ a  }( p. b4 J; H  z+ p3 B( h
2. {
   6 V# h8 ]8 o5 ~$ E  P0 \' X
3. /* Check the parameters */
   
4. assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
   ) z6 w0 m7 b9 A( |( k) ^
5. /* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to NVIC_PriorityGroup
   
6. value */
   + {  v9 k0 }: a- i- I
7. SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
   
8. }

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6 A$ F! w5 X" M1 i# U

   NVIC_PriorityGroupConfig 函数带一个形参用于中断优先级分组，该值范围可以是 NVIC_PriorityGroup_0-NVIC_PriorityGroup_4，对应优先级与占用的位数信息如下：

6 D0 _( N3 X0 [8 j; \

) {, V% m2 J0 t

    函数内最终将分组值给 SCB->AIRCR，说明控制中断优先级寄存器是内核外设 SCB的 AIRCR 寄存器的PRIGROUP[10:8]位。

中断配置

    前面讲解了那么多中断知识， 如果大家不理解也没有关系， 我们会应用即可，等到后面 STM32 熟练了，再回过头深入了解自然就会明白。要使用中断我们就需要先配置它，通常都需经过这几步：

（1）使能外设某个中断，这个具体是由外设相关中断使能位来控制，比如

定时器有溢出中断，这个可由定时器的控制寄存器中相应中断使能位来控制。

（2）设置中断优先级分组，初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体，设置抢占

优先级和响应优先级，使能中断请求。

    NVIC_InitTypeDef 结构体如下：

1. typedef struct
   
2. {
   
3.   uint8_t NVIC_IRQChannel; //中断源
   4 l! h# l# h" u/ d. z, W
4.   uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; //抢占优先级
   3 s. y" r4 k% d
5.   uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; //响应优先级
   
6.   FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; //中断使能或失能
   
7. } NVIC_InitTypeDef;

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    下面我们对 NVIC_InitTypeDef 结构体成员进行一下简单介绍。

1.NVIC_IRQChannel：中断源的设置，不同的外设中断，中断源不一样，自

然名字也不一样，所以名字不能写错，否则不会进入中断。中断源放在stm32f10x.h 文件的 IRQn_Type结构体内，由于内容太多，这里就不复制所有中断源，只截取一部分，如下：

1. typedef enum IRQn
   , h. ?; {2 D2 z+ |
2. {
   
3.   //Cortex-M3 处理器异常编号
   6 I4 Y6 }1 \5 s6 J: v
4.   NonMaskableInt_IRQn = -14,
   
5.   MemoryManagement_IRQn = -12,
   9 n8 K  N4 ]" `" l
6.   BusFault_IRQn = -11,
   
7.   UsageFault_IRQn = -10,
   , l, h1 c9 Q4 U5 j8 p5 g
8.   SVCall_IRQn = -5,
   # T4 K0 n1 j8 I/ K2 j7 r6 X
9.   DebugMonitor_IRQn = -4,
   & X) _) [7 v( k. d5 X- c- m) [; R( e
10.   PendSV_IRQn = -2,
    ! H$ M) J( w7 \2 B3 u
11.   SysTick_IRQn = -1,
    0 ~2 C' y6 A% V- N
12.   //STM32 外部中断编号
    ; e2 _( n4 i- a7 I
13.   WWDG_IRQn = 0,
    5 E3 e$ V6 }7 w' o) S: I
14.   PVD_IRQn = 1,
    2 z0 |0 Y0 N6 ^5 |( d! F
15.   TAMP_STAMP_IRQn = 2,
    2 l+ z! f$ G! e4 ]8 E4 F4 ]# `
16.   // 限于篇幅，中间部分代码省略，具体的可查看库文件 stm32f10x.h
    , b. C) F. c+ B. l
17.   DMA2_Channel2_IRQn = 57,
    # W) y8 E0 F3 P4 B; s1 H3 X7 ~  q
18.   DMA2_Channel3_IRQn = 58,
    
19.   DMA2_Channel4_5_IRQn = 59
      k+ g3 ]1 i( {7 A- l$ `
20. }IRQn_Type;

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0 p6 x2 B' _( d$ N, d4 n% B

2.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，可以参考前面中断优先级分组内容。

3.NVIC_IRQChannelSubPriority：响应优先级，具体的值要根据优先级分组

来确定，可以参考前面中断优先级分组内容。

4.NVIC_IRQChannelCmd：中断使能/失能设置，使能配置为 ENABLE，失能配置为 DISABLE。

（3）编写中断服务函数

    配置好中断后如果有触发，即会进入中断服务函数，那么中断服务函数也有固定的函数名，可以在 startup_stm32f10x_hd.s 启动文件查看，启动文件提供的只是一个中断服务函数名，具体实现什么功能还需要我们自己编写，可以将中断服务函数放在 stm32f10x_it.c 文件内，也可以放在自己的应用程序中。通常我们把中断函数放在应用程序中。这里提醒一下大家，不要任意修改中断服务函数名，因为启动文件内中断服务函数名已经固定，如果要修改，你还必须在启动文件内把原中断函数修改。

. g; {2 y* b* |7 I