关于stm32内核外设Systick与普通外设中断优先级比较的验证实验（fishing_10）

最新推荐文章于 2025-07-11 10:35:51 发布

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#Systick #中断优先级 #stm32内核外设Systick #主优先级与子优先级

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本文通过实验探讨了Systick中断优先级在STM32F429IGT6微控制器上的行为，验证了Systick中断是否能打断比其优先级高的外设中断。实验设置了不同的中断优先级，结果显示Systick遵循中断优先级规则，未因其内核外设特性而获得特殊待遇。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

最近又遇到了使用Systick来产生精确计时，然后又涉及到了Systick的中断优先级的问题。我们老板认为Systick属于内核外
设，中断优先级应该比普通外设高。然后我们说，在网上看到的是，Systick的中断优先级ST官方默认设置15（1111b），然
后换算为4位（M4用4位来表示优先级分组）是3（抢占优先级）,3（响应优先级），其实是最低的，但老板说虽然它是最低的，但它是跟CPU紧耦合的内核外设，它依然能打断优先级比它高的普通外设，当然我们也有点不确定网上说的就是对的（还是老板说的就是错的，==）。于是就做了一个对比实验，测试到底是Systick到底能否打断中断优先级比它高的。

实验环境条件如下：MDK v5.21a，stm32f429IGT6的MCU。

设置Systick的中断优先级为7（1,3），10ms产生一个中断，初始化Systick代码如下：

/**
  * @brief  启动系统滴答定时器 SysTick
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void SysTick_Init(void)
{
	/* SystemFrequency / 1000    1ms中断一次
	 * SystemFrequency / 100000  10us中断一次
	 * SystemFrequency / 1000000 1us中断一次
	 */
	if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 100))
	{ 
		/* Capture error */ 
		while (1);
	}
}

__STATIC_INLINE uint32_t SysTick_Config(uint32_t ticks)
{
  if ((ticks - 1) > SysTick_LOAD_RELOAD_Msk)  return (1);      /* Reload value impossible */

  SysTick->LOAD  = ticks - 1;                                  /* set reload register */
//  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, (1<<__NVIC_PRIO_BITS) - 1);  /* set Priority for Systick Interrupt */
	
  NVIC_SetPriority (SysTick_IRQn, 7);	//设置Systick中断优先级为7（1,3）
	
  SysTick->VAL   = 0;                                          /* Load the SysTick Counter Value */
  SysTick->CTRL  = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk |
                   SysTick_CTRL_TICKINT_Msk   |
                   SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;                    /* Enable SysTick IRQ and SysTick Timer */
  return (0);                                                  /* Function successful */
}

Systick的中断服务函数如下：

/*Systick中断服务函数*/
void SysTick_Handler(void)
{
	LED_RED;
	Delay(0xffff);//普通的软件延时
}

然后配置两个按键KEY1和KEY2，产生两个外部中断EXTI（上升沿中断），NVIC的Group分组为
Group2。分别设置KEY1的外部中断优先级为15（3,3），KEY2的外部中断优先级为3（0,3），代码如下：

void EXTI_Key_Config(void)
{	
		/*定义一个XXXX_InitTypeDef类型的结构体*/
		NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
		GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
		EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

		/*开启按键对应GPIO*/
		RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOC,ENABLE);
		/*开启SYSCFG时钟，外部中断需要*/
		RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
		
		/*配置NVIC为优先级组1*/
		NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
		/*配置中断源：按键1*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
		/*配置抢占优先级1*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 3;
		/*配置子优先级1*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
		/*使能中断通道*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
		NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

		/*配置中断源：按键2*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
		/*配置抢占优先级1*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
		/*配置子优先级1*/
		NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;		
		
		NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	

		/*中断引脚配置*/
		/*外部中断引脚配置为输入模式无上下拉*/
		GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
		GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
		GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
		GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
		
		/*按键2*/
		GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
		GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
		
		/*配置外部中断*/
		/*将引脚连接到外部中断线上*/
		SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource0);
		
		/* 选择EXTI中断源*/
		EXTI_InitStructure. EXTI_Line = EXTI_Line0;
		/*中断模式*/
		EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
		/*上升沿触发*/
		EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
		/*使能中断*/
		EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
		EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

		/*按键2*/
		SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOC,EXTI_PinSource13);

		EXTI_InitStructure. EXTI_Line = EXTI_Line13;
		EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
		/*下降沿触发*/
		EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
		EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
		EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
		
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);
}

KEY1和KEY2的外部中断服务函数如下：

/*按键1中断服务函数*/
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
	{

		LED_GREEN;		
		while(1)
		{
		}
				
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);		
	}
	
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}

/*按键2中断服务函数*/
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
	if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13) != RESET) 
	{
		LED_WHITE		
		while(1)
		{
		}
		EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);
	}
	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);	
}

最后是主函数的代码：

int main(void)
{

	/* 初始化系统滴答定时器 */	
	SysTick_Init();		
	
	EXTI_Key_Config();
		
	/* LED 端口初始化 */
	LED_GPIO_Config();
		
	/* 控制LED灯 */
	while (1)
	{
	}
}

实验设计的条件如下：

中断	KEY1	Systick	KEY2
优先级（抢占、响应）	15（3,3）	7（1,3）	3（0,3）
现象	亮绿灯	亮红灯	亮白灯

另外，从代码可以看出，KEY1和KEY2的中断服务函数都是亮灯后死循环（只是为了做实验而已，中断服务函数里绝不允许放死循环，应该服从“快进快出”的原则），Systick的中断服务函数是亮灯后延时一段时间。（亮灯都是控制的亮同一个灯，使之产生不同颜色，方便区分）

实验现象如下：

程序下到板子里开始跑后，未操作前，一直亮红灯，当第一次按下按键1后，会闪一下绿灯然后亮红灯，再按按键1，无反应（还是亮红灯）；然后按下按键2，亮白灯，一直亮白灯，再按按键1，无反应（还是亮白灯）。

实验现象分析：

未操作前，亮红灯，因为每10ms产生一次Systick中断，红灯一次置位就会一直亮；

当按下KEY1后，会闪一下绿灯然后亮红灯，这是因为KEY1的中断优先级虽然比Systick低，但是当执行完Systick中断后还是会去执行KEY1的中断，称为“咬尾中断”，然后当Systick产生中断后再返回Systick中断；再按KEY1，无反应，是因为代码中在退出按键1中断前加了个死循环，未清除KEY1的中断标志位，所以进不去；

然后按下KEY2，一直亮白灯，是因为KEY2的中断优先级比Systick高，能抢占（虽然从灯上没体现出来），而且KEY2的中断里也加了个死循环，退不出来。也就是说，当KEY2的中断在执行的时候，虽然Systick的时间到了，产生了Systick中断，但还是打断不了KEY2的中断，因为优先级没它（KEY2）高。

实验结论：

Systick虽然作为与CPU紧耦合的内核外设，但其中断优先级并不比普通外设要高，并不因为它是内核外设而特殊，它还是遵循中断优先级高低的规则来响应。

实验注意：

设置Systick中断优先级的时候，不能通过修改__NVIC_PRIO_BITS的大小，比如改成3，使Systick中断优先级为7。不能那么改，而应该和上面代码一样，采用直接赋值的办法。因为==__NVIC_PRIO_BITS表示的是M4所有中断分组所用的位数，不是普通的设置成Systick中断优先级的数字==；

另外，NVIC分组设置，最好设置为Group2，两位表示抢占优先级（主优先级），两位表示响应优先级（子优先级），方便对比。