STM32笔记|（十二）STM32——NVIC中断优先级管理单片机|arm|stm32

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学习目标
主要内容
中断分组
优先级
寄存器
ISER
ICER
ISPR
ICPR
【STM32笔记|（十二）STM32——NVIC中断优先级管理】IABR
IP
功能实现
总结

学习目标

今天我们要学习的是NVIC中断管理，CM4 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，并且具有 256 级的可编程中断设置。但 STM32F4 并没有使用 CM4 内核的全部东西，而是只用了它的一部分。STM32F40xx７总共有 92 个中断。STM32F40xx7的 92 个中断里面，包括 10 个内核中断和 82 个可屏蔽中断，具有 16 级可编程的中断优先级，而我们常用的就是这 82 个可屏蔽中断。（具体是哪８２个就不一一展示了）

主要内容中断分组

因为STM３２的寄存器特别多，比较复杂，所以就涉及到了中断分组；STM32F4 将中断分为 5 个组，组 0~4。该分组的设置是由 SCB->AIRCR 寄存器的 bit10~8 来定义的（后面会介绍）。

文章图片

我们通过配置AIRCR寄存器来分组，然后４～７位就用来配置优先级，具体如上所示，３位的意思是给四个位中有三个位是用来设置抢占优先级的，一共可以设置为０～７。

优先级

对于优先级，数值越我们分为抢占优先级以及响应优先级，通俗一点理解，相当于紧急程度和所需时间（不准确，只能用于理解），抢占优先级高，说明比较紧急，就可以打断一些低优先级的中断；响应优先级相当于所需时间，高优先级说明所需时间短（真正的中断与时间没关系），就先执行它，但是因为紧急程度是一致的，就不能相互打断，我们再总结一下。
特点

数值越小所代表的优先级就越高。

如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行。

高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的。

而抢占优先级相同的中断，高优先级的响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。

例子

假定设置中断优先级组为 2，然后设置中断 3(RTC_WKUP 中断)的抢占优先级为 2，响应优先级为 1。中断 6（外部中断 0）的抢占优先级为 3，响应优先级为 0。中断 7（外部中断 1）的抢占优先级为 2，响应优先级为 0。那么这 3 个中断的优先级顺序为：中断 7>中断 3>中断 6。中断 3 和中断 7 都可以打断中断 6 的中断。而中断 7 和中断 3 却不可以相互打断！

寄存器

STM32F40xx/STM32F41xx 的 92 个中断里面，包括 10 个内核中断和 82 个可屏蔽中断，具有 16 级可编程的中断优先级，而我们常用的就是这 82 个可屏蔽中断。在 MDK 内，与 NVIC相关的寄存器，MDK 为其定义了如下的结构体：

typedef struct { __IO uint32_t ISER[8]; /*!< Interrupt Set Enable Register */ uint32_t RESERVED0[24]; __IO uint32_t ICER[8]; /*!< Interrupt Clear Enable Register */ uint32_t RSERVED1[24]; __IO uint32_t ISPR[8]; /*!< Interrupt Set Pending Register */ uint32_t RESERVED2[24]; __IO uint32_t ICPR[8]; /*!< Interrupt Clear Pending Register */ uint32_t RESERVED3[24]; __IO uint32_t IABR[8]; /*!< Interrupt Active bit Register */ uint32_t RESERVED4[56]; __IO uint8_t IP[240]; /*!< Interrupt Priority Register, 8Bit wide */ uint32_t RESERVED5[644]; __O uint32_t STIR; /*!< Software Trigger Interrupt Register */ } NVIC_Type;

ISER

ISER[8]：ISER 全称是：Interrupt Set-Enable Registers，这是一个中断使能寄存器组。上面说了 CM4 内核支持 256 个中断，这里用 8 个 32 位寄存器来控制，每个位控制一个中断。但是 STM32F4 的可屏蔽中断最多只有 82 个，所以对我们来说，有用的就是三个（ISER[0~2]），总共可以表示 96 个中断。而 STM32F4 只用了其中的前 82 个。ISER[0]的 bit0~31 分别对应中断 0~31；ISER[1]的 bit0~32 对应中断 32~63；ISER[2]的 bit0~17 对应中断 64~81；这样总共 82 个中断就分别对应上了。你要使能某个中断，必须设置相应的 ISER 位为 1，使该中断被使能(这里仅仅是使能，还要配合中断分组、屏蔽、IO 口映射等设置才算是一个完整的中断设置)。

ICER

ICER[8]：全称是：Interrupt Clear-Enable Registers，是一个中断除能寄存器组。该寄存器组与 ISER 的作用恰好相反，是用来清除某个中断的使能的。其对应位的功能，也和 ICER 一样。这里要专门设置一个 ICER 来清除中断位，而不是向 ISER 写 0 来清除，是因为 NVIC 的这些寄存器都是写 1 有效的，写 0 是无效的。

ISPR

ISPR[8]：全称是：Interrupt Set-Pending Registers，是一个中断挂起控制寄存器组。每个位对应的中断和 ISER 是一样的。通过置 1，可以将正在进行的中断挂起，而执行同级或更高级别的中断。写 0 是无效的。相当于把学习通上的课程挂在那，然后去打游戏，这个把学习通挂起来的操作就是中断挂起。

ICPR

ICPR[8]：全称是：Interrupt Clear-Pending Registers，是一个中断解挂控制寄存器组。其作用与 ISPR 相反，对应位也和 ISER 是一样的。通过设置 1，可以将挂起的中断解挂。写 0 无效。相当于学习通要扫脸了，就暂时解除挂起。

IABR

IABR[8]：全称是：Interrupt Active Bit Registers，是一个中断激活标志位寄存器组。对应位所代表的中断和 ISER 一样，如果为 1，则表示该位所对应的中断正在被执行。这是一个只读寄存器，通过它可以知道当前在执行的中断是哪一个。在中断执行完了由硬件自动清零。

IP[240]：全称是：Interrupt Priority Registers，是一个中断优先级控制的寄存器组。这个寄存器组相当重要！STM32F4 的中断分组与这个寄存器组密切相关。IP 寄存器组由 240 个 8bit 的寄存器组成，每个可屏蔽中断占用 8bit，这样总共可以表示 240 个可屏蔽中断。而 STM32F4 只用到了其中的 82 个。IP[81]~IP[0]分别对应中断 81~0。而每个可屏蔽中断占用的 8bit 并没有全部使用，而是只用了高 4 位。这 4 位，又分为抢占优先级和响应优先级。抢占优先级在前，响应优先级在后。而这两个优先级各占几个位又要根据 SCB->AIRCR 中的中断分组设置来决定。之所以不在一开始介绍寄存器，就是怕看到这些东西就劝退了，所有就放到后面一点来讲解。

功能实现

首先，我们肯定是需要分组的，那么我们就需要用中断优先级分组函数 NVIC_PriorityGroupConfig，其函数声明如下：void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup); 我们在misc.c 函数中可以找到其值。

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup) { /* Check the parameters */ assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup)); /* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to NVIC_PriorityGroup value */ SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup; }

右键查看入口参数，就能看到如何去设置优先级。

#define NVIC_PriorityGroup_0((uint32_t)0x700) /*!< 0 bits for pre-emption priority 4 bits for subpriority */ #define NVIC_PriorityGroup_1((uint32_t)0x600) /*!< 1 bits for pre-emption priority 3 bits for subpriority */ #define NVIC_PriorityGroup_2((uint32_t)0x500) /*!< 2 bits for pre-emption priority 2 bits for subpriority */ #define NVIC_PriorityGroup_3((uint32_t)0x400) /*!< 3 bits for pre-emption priority 1 bits for subpriority */ #define NVIC_PriorityGroup_4((uint32_t)0x300) /*!< 4 bits for pre-emption priority 0 bits for subpriority */#define IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(GROUP) (((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_0) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_1) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_2) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_3) || \ ((GROUP) == NVIC_PriorityGroup_4))

比如我们设置整个系统的中断优先级分组值为 2，那么方法是：

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

设置好了系统中断分组，那么对于每个中断我们又怎么确定他的抢占优先级和响应优先级呢？下面我们讲解一个重要的函数为中断初始化函数 NVIC_Init，其函数申明为： void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct) 其中 NVIC_InitTypeDef 是一个结构体，我们可以看看结构体的成员变量：

typedef struct { uint8_t NVIC_IRQChannel; uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; } NVIC_InitTypeDef;

NVIC_InitTypeDef 结构体中间有三个成员变量，这三个成员变量的作用是：

NVIC_IRQChannel：定义初始化的是哪个中断，这个我们可以在 stm32f4xx.h 中定义的枚举类型 IRQn 的成员变量中可以找到每个中断对应的名字。例如串口 1 对应 USART1_IRQn。

NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：定义这个中断的抢占优先级别。

NVIC_IRQChannelSubPriority：定义这个中断的响应优先级别。

NVIC_IRQChannelCmd：该中断通道是否使能。

比如我们要使能串口 1 的中断，同时设置抢占优先级为 1，响应优先级位 2，初始化的方法是：

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; ; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //串口 1 中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1 ; // 抢占优先级为 1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; // 响应优先级位 2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ 通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据上面指定的参数初始化 NVIC 寄存器

总结

这里我们讲解了中断的分组的概念以及设定优先级值的方法，最后我们再总结一下中断优先级设置的步骤：

系统运行开始的时候设置中断分组。调用函数为 NVIC_PriorityGroupConfig();

设置所用到的中断的中断优先级别。对每个中断调用函数为 NVIC_Init();

好了，关于NVIC中断我们暂时只讲这些，希望对大家有帮助！