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一:綜述
STM32 目前支持的中斷共為 84 個(gè)(16 個(gè)內(nèi)核+68 個(gè)外部), 16 級(jí)可編程中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置(僅使用中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置8bit 中的高 4 位)和16個(gè)搶占優(yōu)先級(jí)(因?yàn)閾屨純?yōu)先級(jí)最多可以有四位數(shù))。
二:優(yōu)先級(jí)判斷
(一)中斷優(yōu)先級(jí)概念
STM32(Cortex-M3)中有兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的概念——搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí),有人把響應(yīng)優(yōu)先級(jí)稱作'亞優(yōu)先級(jí)'或'副優(yōu)先級(jí)',每個(gè)中斷源都需要被指定這兩種優(yōu)先級(jí)。
(二)中斷響應(yīng)次序
(1)具有高搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷可以在具有低搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷處理過程中被響應(yīng),即中斷嵌套,或者說高搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷可以嵌套低搶占式優(yōu)先級(jí)的中斷。
(2)當(dāng)兩個(gè)中斷源的搶占式優(yōu)先級(jí)相同時(shí),這兩個(gè)中斷將沒有嵌套關(guān)系,當(dāng)一個(gè)中斷到來后,如果正在處理另一個(gè)中斷,這個(gè)后到來的中斷就要等到前一個(gè)中斷處理完之后才能被處理。
(3)如果這兩個(gè)中斷同時(shí)到達(dá),則中斷控制器根據(jù)他們的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高低來決定先處理哪一個(gè);如果他們的搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)都相等,則根據(jù)他們?cè)谥袛啾碇械呐盼豁樞驔Q定先處理哪一個(gè)。
搶占優(yōu)先級(jí)高啊,搶占優(yōu)先級(jí)高的中斷可以打斷搶占優(yōu)先級(jí)低的中斷,這時(shí)是不用管響應(yīng)優(yōu)先級(jí)的;
響應(yīng)優(yōu)先級(jí)只是在兩個(gè)或者多個(gè)搶占優(yōu)先級(jí)相同的中斷同時(shí)到來時(shí)進(jìn)入響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高的中斷,而如果進(jìn)入這個(gè)中斷之后再來一個(gè)搶占優(yōu)先級(jí)相同但是響應(yīng)優(yōu)先級(jí)更高的中斷,則不會(huì)打斷已有的中斷。
總之就是搶占優(yōu)先級(jí)不同的時(shí)候看搶占優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù),先響應(yīng)搶占優(yōu)先級(jí)高的中斷,而且搶占優(yōu)先級(jí)高的中斷可以打斷搶占優(yōu)先級(jí)低的中斷;
當(dāng)搶占優(yōu)先級(jí)相同的時(shí)候看響應(yīng)優(yōu)先級(jí)級(jí)數(shù),先響應(yīng)響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高的中斷,但是響應(yīng)優(yōu)先級(jí)高的中斷不可以打斷響應(yīng)優(yōu)先級(jí)低的中斷;
如果把 NVIC_PriorityGroup_4 =>選擇第4組,所有的4位用于響應(yīng)搶占優(yōu)先級(jí)了。
三:優(yōu)先級(jí)分組
既然每個(gè)中斷源都需要被指定這兩種優(yōu)先級(jí),就需要有相應(yīng)的寄存器位記錄每個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí);在Cortex-M3中定義了8個(gè)比特位用于設(shè)置中斷源的優(yōu)先級(jí),這8個(gè)比特位在NVIC應(yīng)用中斷與復(fù)位控制寄叢器(AIRCR)的中斷優(yōu)先級(jí)分組域中,可以有8種分配方式,如下:
所有8位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低7位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低6位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低5位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高4位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低4位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高5位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高6位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
最高7位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
這就是優(yōu)先級(jí)分組的概念。
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Cortex-M3允許具有較少中斷源時(shí)使用較少的寄存器位指定中斷源的優(yōu)先級(jí),因此STM32把指定中斷優(yōu)先級(jí)的寄存器位減少到4位(AIRCR高四位),這4個(gè)寄存器位的分組方式如下:
第0組:所有4位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
第1組:最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
第2組:最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
第3組:最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)
第4組:所有4位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí)
可以通過調(diào)用STM32的固件庫中的函數(shù)NVIC_PriorityGroupConfig()選擇使用哪種優(yōu)先級(jí)分組方式,這個(gè)函數(shù)的參數(shù)有下列5種:
NVIC_PriorityGroup_0 => 選擇第0組
NVIC_PriorityGroup_1 => 選擇第1組
NVIC_PriorityGroup_2 => 選擇第2組
NVIC_PriorityGroup_3 => 選擇第3組
NVIC_PriorityGroup_4 => 選擇第4組
中斷優(yōu)先級(jí)分組是為了給搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)在中斷優(yōu)先級(jí)寄叢器的高四位分配各個(gè)優(yōu)先級(jí)數(shù)字所占的位數(shù)。在一個(gè)程序中只能設(shè)定一次
四:中斷源的優(yōu)先級(jí)
接下來就是指定中斷源的優(yōu)先級(jí),中斷源優(yōu)先級(jí)是在中斷優(yōu)先級(jí)寄存器中設(shè)置的,只能設(shè)置及高四位,必須根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)分組中設(shè)置好的位數(shù)來在該寄存器中設(shè)置相應(yīng)的數(shù)值。假如你選擇中斷優(yōu)先級(jí)分組的第3組:最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級(jí),最低1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí),那么搶占式優(yōu)先級(jí)就有000-111共八種數(shù)據(jù)選擇,也就是有八個(gè)中斷嵌套,而響應(yīng)優(yōu)先級(jí)中有0和1兩種,總共有8*2=16種優(yōu)先級(jí)。
中斷源優(yōu)先級(jí)具體的設(shè)置了該中斷源的優(yōu)先級(jí)別
在一個(gè)程序中可以設(shè)定多個(gè)(最多16個(gè))優(yōu)先級(jí),每個(gè)中斷源只能設(shè)定的一個(gè)。
每寫一個(gè)關(guān)于中斷優(yōu)先級(jí)的程序必須包含下列兩個(gè)函數(shù):
(1)void NVIC_PriorityGroupConfig(u32NVIC_PriorityGroup)中斷分組設(shè)置
(2)void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct)中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置
具體設(shè)置:
可以通過調(diào)用STM32的固件庫中的函數(shù)NVIC_PriorityGroupConfig()選擇使用哪種優(yōu)先級(jí)分組方式,這個(gè)函數(shù)的參數(shù)有下列5種:
NVIC_PriorityGroup_0 => 選擇第0組
NVIC_PriorityGroup_1 => 選擇第1組
NVIC_PriorityGroup_2 => 選擇第2組
NVIC_PriorityGroup_3 => 選擇第3組
NVIC_PriorityGroup_4 => 選擇第4組
五:舉例
接下來就是指定中斷源的優(yōu)先級(jí),下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子說明如何指定中斷源的搶占式優(yōu)先級(jí)和響應(yīng)優(yōu)先級(jí):
// 選擇使用優(yōu)先級(jí)分組第1組
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
// 使能EXTI0中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定搶占式優(yōu)先級(jí)別1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// 使能EXTI9_5中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel =EXTI9_5_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //指定搶占式優(yōu)先級(jí)別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
六:注意事項(xiàng)
1)如果指定的搶占式優(yōu)先級(jí)別或響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別超出了選定的優(yōu)先級(jí)分組所限定的范圍,將可能得到意想不到的結(jié)果;
2)搶占式優(yōu)先級(jí)別相同的中斷源之間沒有嵌套關(guān)系;
3)如果某個(gè)中斷源被指定為某個(gè)搶占式優(yōu)先級(jí)別,又沒有其它中斷源處于同一個(gè)搶占式優(yōu)先級(jí)別,則可以為這個(gè)中斷源指定任意有效的響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別。
七:開關(guān)總中斷
在STM32/Cortex-M3中是通過改變CPU的當(dāng)前優(yōu)先級(jí)來允許或禁止中斷。
PRIMASK位:只允許NMI和hardfault異常,其他中斷/異常都被屏蔽(當(dāng)前CPU優(yōu)先級(jí)=0)。
FAULTMASK位:只允許NMI,其他所有中斷/異常都被屏蔽(當(dāng)前CPU優(yōu)先級(jí)=-1)。
在STM32固件庫中(stm32f10x_nvic.c和stm32f10x_nvic.h)定義了四個(gè)函數(shù)操作PRIMASK位和FAULTMASK位,改變CPU的當(dāng)前優(yōu)先級(jí),從而達(dá)到控制所有中斷的目的。
下面兩個(gè)函數(shù)等效于關(guān)閉總中斷:
void NVIC_SETPRIMASK(void);
void NVIC_SETFAULTMASK(void);
下面兩個(gè)函數(shù)等效于開放總中斷:
void NVIC_RESETPRIMASK(void);
void NVIC_RESETFAULTMASK(void);
上面兩組函數(shù)要成對(duì)使用,不能交叉使用。
例如:
第一種方法:
NVIC_SETPRIMASK(); //關(guān)閉總中斷
NVIC_RESETPRIMASK();//開放總中斷
第二種方法:
NVIC_SETFAULTMASK(); //關(guān)閉總中斷
NVIC_RESETFAULTMASK();//開放總中斷
常常使用
NVIC_SETPRIMASK(); // Disable Interrupts
NVIC_RESETPRIMASK(); // EnableInterrupts
補(bǔ)充 可以用
#define CLI() __set_PRIMASK(1)
#define SEI() __set_PRIMASK(0)
stm32優(yōu)先級(jí)
1.優(yōu)先級(jí)等級(jí):
STM32用戶能分配的優(yōu)先級(jí)有16級(jí),也就是用優(yōu)先級(jí)寄存器NVIC->IP[x]的高四位來表示莫個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)。
2.優(yōu)先級(jí)組:
在STM32中將一個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)分為:搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)。
在進(jìn)行優(yōu)先級(jí)判斷的時(shí)候先是比較搶占優(yōu)先級(jí)然后比較子優(yōu)先級(jí)。
在固件庫中用變量分別表示搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí):
NVIC_InitTypeDef.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;(搶占優(yōu)先級(jí))
NVIC_InitTypeDef.NVIC_IRQChannelSubPriority;(子優(yōu)先級(jí))
優(yōu)先級(jí)組就是對(duì)搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)進(jìn)行的分界:
例如設(shè)置優(yōu)先級(jí)組為0x05,那么表示的是莫個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)從第5位開始為界限,高兩位[6:7]是搶占優(yōu)先
級(jí).第兩位是[5:4]表示的是子優(yōu)先級(jí)。
舉例說明:
//調(diào)用優(yōu)先級(jí)組設(shè)置函數(shù),設(shè)置優(yōu)先級(jí)是0x05.
.....
NVIC_SetPriorityGrouping(5);
.....
//這里說明了一個(gè)優(yōu)先級(jí)寄存器的(NVIC->IP[x])的7,6位表示的是搶占優(yōu)先級(jí)。5,4表示的是優(yōu)先級(jí)。
......
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority =0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
.......
//這里進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的設(shè)置:通過上面的設(shè)置可以知道搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)的范圍都是3~0;
//那么這樣就設(shè)置好了一個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)
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//
STM32 中斷與嵌套NVIC 快速入門。
// netjob 2008-8-1
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我也是靠看這本書才弄懂的:
Cortex-M3 權(quán)威指南
Joseph Yiu 著
宋巖 譯
其實(shí)很簡(jiǎn)單。
//CM3 有 最多240個(gè)中斷(通常外部中斷寫作IRQs),就是 軟件上說的IRQ_CHANAELx(中斷通道號(hào)x)
每個(gè)中斷有自己的可編程的中斷優(yōu)先級(jí)【 有唯一對(duì)應(yīng)的 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 】.
由于CM3支持 硬件中斷嵌套,所以可以有 256 級(jí)的可編程優(yōu)先級(jí)和 256級(jí)中斷嵌套【書上稱:搶占(preempt)優(yōu)先級(jí)】
所以大家可以設(shè):
IRQ CHANAEL 0 通道 = 2 中斷優(yōu)先級(jí)
WWDG 窗口定時(shí)器中斷
IRQ CHANAEL 1 通道 = 0 中斷優(yōu)先級(jí)
PVD
聯(lián)到EXTI的電源電壓檢測(cè)(PVD)中斷
IRQ CHANAEL 3 通道 = 255 中斷優(yōu)先級(jí)
RTC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)全局中斷
IRQ CHANAEL 6 通道 = 10 中斷優(yōu)先級(jí)
EXTI0 EXTI線0中斷.....
IRQ CHANAEL 239 通道 = (0
這個(gè)實(shí)在是太恐怖了! 是的,其實(shí)CM3 并沒有這樣做。
實(shí)在的芯片例如STM32等就只有設(shè)計(jì)來可用才64級(jí)可編程優(yōu)先級(jí)和8級(jí)中斷嵌套。
對(duì) 64級(jí)中斷就是說:( INT0 到INT63)這個(gè)大家比較好理解,其它的64···239就不用了。
IRQ CHANAEL 0 。。。 IRQ CHANAEL 63
而8級(jí)中斷嵌套這又是何解呢? 是這樣的,上面說 一個(gè) 【中斷】對(duì)應(yīng)一個(gè)【中斷優(yōu)先級(jí)寄存器】,而這個(gè)寄存器是 8 位的。 當(dāng)然就是256級(jí)了。而現(xiàn)在就用了 它其中的 BIT7,IT6,BIT5
三位來表示,而且是MSB對(duì)齊的。 用了3 個(gè)位來表達(dá)優(yōu)先級(jí)(MSB 對(duì)齊的我們能夠使用的8個(gè)優(yōu)先級(jí)為:0x00(最高),0x20,0x40,0x60,0x80,0xA0,0xC0以及0xE0。)
這樣我們?cè)凇局袛鄡?yōu)先級(jí)寄存器】就不能按理論的填0到255之間的數(shù)了,而只能填0x00(最高),0x20,0x40,0x60,0x80,0xA0,0xC0以及0xE0。)
所以大家可以設(shè):
IRQ CHANAEL 0 通道 = 0x20 中斷優(yōu)先級(jí)
WWDG 窗口定時(shí)器中斷
IRQ CHANAEL 1 通道 = 0x40 中斷優(yōu)先級(jí)
PVD
聯(lián)到EXTI的電源電壓檢測(cè)(PVD)中斷
IRQ CHANAEL 3 通道 = 0x20 中斷優(yōu)先級(jí)
RTC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)全局中斷
IRQ CHANAEL 6 通道 = 0xA0 中斷優(yōu)先級(jí)
EXTI0 EXTI線0中斷
.....
IRQ CHANAEL 63 通道 =【0x00(最高),0x20,0x40,0x60,0x80,0xA0,0xC0
以及0xE0。)】
大家注意到了,上面通道0和通道3 的優(yōu)先級(jí)都是0X20, 這怎么辦?
//
如果優(yōu)先級(jí)完全相同的多個(gè)異常同時(shí)懸起,則先響應(yīng)異常編號(hào)最小的那一個(gè)。如IRQ#0會(huì)比IRQ #3先得到響應(yīng),而且文中還講了【優(yōu)先級(jí)分組】,這又是什么回事?其實(shí)我回頭看來,這個(gè)【優(yōu)先級(jí)分組】和【搶占優(yōu)先級(jí)】【亞優(yōu)先級(jí)】都毫無意義的。
如果當(dāng)時(shí)用 256級(jí)即是把【中斷優(yōu)先級(jí)寄存器】的8位都全用上,就沒這個(gè)必要了。還什么優(yōu)先級(jí)分組呢!
就是因?yàn)閺S家現(xiàn)在【偷工減料】,才搞出這個(gè)明堂來的。
是這樣的,在應(yīng)用程序中斷及復(fù)位控制寄存器(AIRCR) 中的10:8位【3位】是表示【優(yōu)先級(jí)分組】它作用主要是用于對(duì)【中斷優(yōu)先級(jí)寄存器】『我們現(xiàn)在中用了BIT7,BIT6,BIT5三位』的功能的說明。
有一個(gè)表,在《Cortex-M3 權(quán)威指南》的110頁,例如我們把AIRCR的10:8位設(shè)為【5】,查表可得【搶占優(yōu)先級(jí)】=【7:6】,【亞優(yōu)先級(jí)】=【5:0】,對(duì)于【中斷優(yōu)先級(jí)寄存器】只用了BIT7,6,5,因此我們可以看作是【7:6】,【5】。那4-0 可以不管。
現(xiàn)在我們的 IRQ0=0X20, IRQ3=0X20, 也就是 【0 0 1 0】『bit7=0,bit6=0,bit5=1,bit4=0』因?yàn)榇蠹遥↖RQ0/IRQ3)的【搶占優(yōu)先級(jí)】=【7:6】都是0,說明它們的中斷相應(yīng)級(jí)別是一樣的。再繼續(xù)判斷它們哪個(gè)更優(yōu)先的責(zé)任就要看【5】,結(jié)果連【5】都是一樣的!
那就按默認(rèn):
// 如果優(yōu)先級(jí)完全相同的多個(gè)異常同時(shí)懸起,則先響應(yīng)異常編號(hào)最小的那一個(gè)。如IRQ#0會(huì)比IRQ #3先得到響應(yīng),由于CM3沒有進(jìn)中斷【關(guān)全局中斷相應(yīng)】這事,只要是中斷通道打開了,就會(huì)存在通道間的嵌套,即是會(huì)發(fā)生【搶占】的情況了。
上面就簡(jiǎn)短的說明,如果要詳細(xì)理解,可以看《Cortex-M3權(quán)威指南》。有任何理解不當(dāng),請(qǐng)各位多多指教!
補(bǔ)充注意:
“2)搶占式優(yōu)先級(jí)別相同的中斷源之間沒有嵌套關(guān)系;”
所以大家可以設(shè):
IRQ CHANAEL 0 通道 = 0x20 中斷優(yōu)先級(jí) WWDG 窗口定時(shí)器中斷
IRQ CHANAEL 1 通道 = 0x40 中斷優(yōu)先級(jí) PVD
聯(lián)到EXTI的電源電壓檢測(cè)(PVD)中斷
IRQ CHANAEL 3 通道 = 0x20 中斷優(yōu)先級(jí) RTC 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)全局中斷
IRQ CHANAEL 6 通道 = 0xA0 中斷優(yōu)先級(jí) EXTI0EXTI線0中斷
這樣 0 通道和3 通道就不會(huì)有嵌套情況,而是0 通道按默認(rèn)比3 通道優(yōu)先高些。而0 通道與1通道就會(huì)有嵌套情況。
芯片復(fù)位后,默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)分組 是 0, 就是 【7:1】表示搶占式優(yōu)先級(jí),【0】表示亞優(yōu)先級(jí), 這樣對(duì)于MSB對(duì)齊的 8個(gè)優(yōu)先級(jí)為:0x00(最高),0x20,0x40,0x60,0x80,0xA0,0xC0以及0xE0。)
使用就很方便了,建議大家就用默認(rèn)的默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)分組是0,也就是復(fù)位后的值,哈哈!
例如下面的兩個(gè)按鍵,都使用外中斷方式,使用了PD.3,和PD.4兩個(gè)引腳。這兩個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)都是0X20,按默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)分組,它們之間不會(huì)發(fā)生中斷嵌套。
STM32_Nvic_Regs->Priority[9].all=0x20; // 中斷的優(yōu)先級(jí)是0X20
STM32_Nvic_Regs->Enable[0].bit.INT9=1; // 開INT9 中斷IRQ9
STM32_Nvic_Regs->Priority[10].all=0x20; // 中斷的優(yōu)先級(jí)是0X20
STM32_Nvic_Regs->Enable[0].bit.INT10=1; // 開INT10 中斷IRQ10
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