嵌入式开发学习之--中断应用概览

前言

 中断是系统逻辑十分常用的，学好中断，以及中断优先级的合理配置，才能使自己的项目更加稳定。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、什么是NVIC

1.1NVIC 简介

 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-M4 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-M4 的 NVIC 的一个子集。

1.2 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，给每个寄存器都预览了很多位，恐怕为的是日后扩展功能。不过 STM32F429 可用不了这么多，只是用了部分而已，具体可参考《 ARM Cortex™-M4F 技术参考手册》-4.3.11:NVIC 寄存器映射。

1 typedef struct {
2 __IO uint32_t ISER[8]; // 中断使能寄存器
3 uint32_t RESERVED0[24];
4 __IO uint32_t ICER[8]; // 中断清除寄存器
5 uint32_t RSERVED1[24];
6 __IO uint32_t ISPR[8]; // 中断使能悬起寄存器
7 uint32_t RESERVED2[24];
8 __IO uint32_t ICPR[8]; // 中断清除悬起寄存器
9 uint32_t RESERVED3[24];
10 __IO uint32_t IABR[8]; // 中断有效位寄存器
11 uint32_t RESERVED4[56];
12 __IO uint8_t IP[240]; // 中断优先级寄存器(8Bit wide)
13 uint32_t RESERVED5[644];
14 __O uint32_t STIR; // 软件触发中断寄存器
15 } NVIC_Type;

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。

二、中断优先级

2.1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（在 F429 中，x=0…90）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 CM4 芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数减少，在 F429 中，只使用了高 4bit，如下所示：

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。

2.2优先级分组

 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，F429 分为了 5 组，具体如下：主优先级=抢占优先级。

三、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。

 代码如下（示例）：

1 typedef struct {
2     uint8_t NVIC_IRQChannel; // 中断源
3     uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; // 抢占优先级
4     uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; // 子优先级
5     FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; // 中断使能或者失能
6 } NVIC_InitTypeDef;

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，即使写错了程序不会报错，只会导致不想要中断。具体的成员配置可参考 stm32f4xx.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，具体参考表格 16 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，具体参考表格 16 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。

 在启动文件 startup_stm32f429_439xx.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，中断服务函数写在stm32f4xx_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。

总结

 本篇主要学习中断的作用，中断的配置，优先级的配置，关于中断后续我们会不断地用到，如果对中断概念感觉模糊了，可以回看这一篇。