STM32通关之路——中断

IIIIIO

已于 2024-06-13 15:26:19 修改

阅读量741

点赞数 16

分类专栏： STM32通关之路文章标签： stm32 单片机嵌入式硬件

于 2023-09-26 09:06:24 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/IIIIIO/article/details/133157647

版权

STM32通关之路专栏收录该内容

6 篇文章

订阅专栏

什么是中断？

CPU在正常执行程序的过程中，由于内部/外部事件的触发或程序的预先安排引起CPU暂时中断当前正在运行的程序，而转去执行中断服务子程序，待中断服务子程序执行完毕后，CPU继续执行原来的程序，这一过程称为中断；

中断处理的过程：

第一步：保护现场，将当前位置的PC地址压栈；

第二步：跳转到中断服务程序，执行中断服务程序；

第三步：恢复现场，将栈顶的值回送给PC；

第四步：跳转到被中断的位置开始执行下一个指令

中断响应时间：

收到中断信号到操作系统做出响应，并完成切换转入到中断服务程序的时间。

一、NVIC简介

NVIC是嵌套向量中断控制器，控制整个芯片中断相关的功能，他跟内核紧密耦合，是内核里面的一个外设。

1. NVIC寄存器简介

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用来配置中断优先级。

2. 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，用来配置外部中断的优先级，IPR宽度为8bit，原则上每个外部终端可配置的优先级为0-255，数值越小，优先级越高。

多数CM3芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数减少，在F103中，只使用高4bit。

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。

3. 中断编程

在配置中断的时候有3个编程要点：

使能外设某个中断，具体由每个外设的相关中断使能位控制；
初始化MVIC_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；
编写中断服务函数：为了初始化中断向量表，在启动文件中预先为每个中断都写了一个空的中断服务函数。实际的中断服务函数需要重新编写(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)。

二、EXTI——外部中断/事件控制器

EXTI（External interrupt/event controller）——外部中断/事件控制器，管理了控制器的20个中断/事件线。每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器，可以实现输入信号的上升/下降沿的检测。EXTI可以实现对每个中断/事件线进行单独配置，可以单独配置为中断或者事件，以及触发事件的属性。

EXTI可分为两大部分功能，一个是产生中断，另一个是产生事件。

产生中断线路目的是把输入信号输入到 NVIC，进一步会运行中断服务函数实现功能是软件级的。产生事件线路目的就是传输一个脉冲信号给其他外设使用，并且是电路级别的信号传输，属于硬件级的。

1. 产生中断线路介绍（红色虚线）：

编号1是输入线，EXTI控制器有19个中断/时间输入线，这些输入先可以通过寄存器设置为任意GPIO，也可以是一些外设的事件。输入线一般是存在电平变化的信号。
编号2 是一个边沿检测电路，它会根据上升沿触发选择寄存器 (EXTI_RTSR) 和下降沿触发选择寄存器 (EXTI_FTSR) 对应位的设置来控制信号触发。如果有边沿跳变就输出有效信号1给编号3 电路；
编号3电路是一个或门电路，输入分别来自编号2电路和软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。EXTI_SWIER允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线。两个输入随便一个有效就可以输出1给编号4 和编号6 电路；
编号4 电路是一个与门电路，输入分别来自编号3电路和中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)。可以通过控制EXTI_IMR来实现是否产生中断的目的。如果确定编号4 电路输出为1就会把EXTI_PR对应位置置1；
编号5 是将EXTI_PR寄存器内容输出到NVIC内，从而实现系统中断事件控制。

2. 产生事件线路（绿色虚线）：

编号1是输入线，EXTI控制器有19个中断/时间输入线，这些输入先可以通过寄存器设置为任意GPIO，也可以是一些外设的事件。输入线一般是存在电平变化的信号。
编号2 是一个边沿检测电路，它会根据上升沿触发选择寄存器 (EXTI_RTSR) 和下降沿触发选择寄存器 (EXTI_FTSR) 对应位的设置来控制信号触发。如果有边沿跳变就输出有效信号1给编号3 电路；
编号3电路是一个或门电路，输入分别来自编号2电路和软件中断事件寄存器(EXTI_SWIER)。EXTI_SWIER允许我们通过程序控制就可以启动中断/事件线。
编号6电路是一个与门电路，输入分别来自于编号3电路和事件屏蔽寄存器(EXTI_EMR)。可以简单的控制EXTI_EMR来实现是否产生事件的目的。
编号7 是一个脉冲发生器电路，当编号6输出有效信号1时就会产生一个脉冲。
编号8是一个脉冲信号，这个脉冲信号可以给其他外设电路使用，比如定时器 TIM、模拟数字转换器 ADC 等等，这样的脉冲信号一般用来触发 TIM 或者 ADC 开始转换。