STM32 FreeRTOS中断管理

最新推荐文章于 2025-03-04 11:53:07 发布

对error说不

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文章标签： stm32 单片机嵌入式硬件

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/duierrorshuobu/article/details/145347308

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一、引言

在嵌入式系统开发中，STM32 微控制器凭借其高性能、低功耗等特点被广泛应用。而 FreeRTOS 作为一个开源的实时操作系统，为开发者提供了多任务管理的便利，能够有效提高系统的实时性和可维护性。中断是嵌入式系统中一个非常重要的机制，它允许外设或其他事件在需要时立即打断 CPU 正在执行的任务，转而处理这些紧急事件。在 STM32 与 FreeRTOS 结合的开发中，合理管理中断显得尤为重要，它直接关系到系统的稳定性和实时性。本文将深入探讨 STM32 FreeRTOS 中的中断管理，包括中断的基本概念、FreeRTOS 对中断的处理机制以及相关代码示例。

二、STM32 中断基础

2.1 中断的概念

中断是指 CPU 在执行程序的过程中，遇到外部或内部的紧急事件需要处理时，暂时停止当前程序的执行，转去执行相应的中断服务程序（ISR），处理完中断事件后，再返回原来被中断的程序继续执行。在 STM32 中，中断源可以是外部引脚的电平变化、定时器溢出、串口接收到数据等。

2.2 STM32 中断优先级

STM32 具有丰富的中断资源，每个中断都有一个对应的中断优先级。中断优先级分为抢占优先级和子优先级。抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断服务程序的执行；而当抢占优先级相同时，子优先级高的中断先得到响应。

2.3 中断向量表

STM32 的中断向量表是一个存储中断服务程序入口地址的数组。当发生中断时，CPU 会根据中断号从向量表中取出对应的中断服务程序入口地址，然后跳转到该地址执行中断服务程序。

三、FreeRTOS 对中断的处理机制

3.1 中断嵌套与临界段

在 FreeRTOS 中，为了保证任务调度的正确性和数据的一致性，引入了临界段的概念。临界段是一段不允许被中断打断的代码区域。FreeRTOS 提供了关中断和开中断的函数，用于进入和退出临界段。当进入临界段时，会禁止某些优先级的中断，防止中断打断临界段代码的执行。

3.2 中断优先级分组

FreeRTOS 对中断优先级进行了分组，将中断分为两类：可在中断服务程序中安全调用 FreeRTOS API 的中断和不可调用的中断。可调用 FreeRTOS API 的中断优先级需要设置在一定范围内，通常由 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 宏定义。低于该优先级的中断可以在中断服务程序中安全调用 FreeRTOS 的 API 函数，而高于该优先级的中断则不能调用，以避免破坏 FreeRTOS 的任务调度机制。