STM32学习笔记4：中断概述

了一梨

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分类专栏： STM32学习笔记文章标签：单片机 stm32

于 2023-11-01 13:38:12 首次发布

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本文详细介绍了STM32F103RC的中断系统，包括中断触发、中断优先级处理、NVIC的结构与功能、中断优先级分组方法以及中断服务函数的配置和编写。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

芯片型号：STM32F103RC

软件开发包：标准外设库

一、中断系统

中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行。
中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源。
中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回。

中断执行流程:

中断执行流程

二、STM32中断

68（F1系列最多的中断数量）个可屏蔽中断通道，包含 EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC 等多个外设。
使用 NVIC 统一管理中断，每个中断通道都拥有 16 个可编程的优先等级，可对优先级进行分组，进一步设置抢占优先级和子优先级。

2.1 NVIC简介

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

typedef struct
{
    __IO uint32_t ISER[8]; // 中断使能寄存器
    uint32_t RESERVED0[24];
    __IO uint32_t ICER[8]; // 中断清除寄存器
    uint32_t RSERVED1[24];
    __IO uint32_t ISPR[8]; // 中断使能悬起寄存器
    uint32_t RESERVED2[24];
    __IO uint32_t ICPR[8]; // 中断清除悬起寄存器
    uint32_t RESERVED3[24];
    __IO uint32_t IABR[8]; // 中断有效位寄存器
    uint32_t RESERVED4[56];
    __IO uint8_t IP[240]; // 中断优先级寄存器 (8Bit wide)
    uint32_t RESERVED5[644];
    __O uint32_t STIR; // 软件触发中断寄存器
} NVIC_Type;

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 用来设置中断优先级。

2.2 NVIC基本结构

NVIC结构图
NVIC 是 STM32 用来管理中断、分配优先级的，有很多输入口，可以接多个中断线路，但 NVIC 只有一个输出口，根据每个中断的优先级分配中断的先后顺序，将要执行的那个中断传递给CPU，进行处理。

2.3 NVIC优先级分组

在F103中，NVIC 的中断优先级由优先级寄存器 NVIC_IPRx 的高 4 位决定，这 4 位可以进行切分，分为高 n 位的抢占优先级和低 4-n位的子优先级，数值越小，优先级越高。
抢占优先级高的可以中断嵌套，子优先级高的可以优先排队，抢占优先级和子优先级均相同的按中断号排队。

分组方式	抢占优先级	子优先级
分组0	0位，取值为0	4位，取值为0~15
分组1	1位，取值为0~1	3位，取值为0~7
分组2	2位，取值为0~3	2位，取值为0~3
分组3	3位，取值为0~7	1位，取值为0~1
分组4	4位，取值为0~15	0位，取值为0

2.4 中断编程

1. 使能中断请求，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制；

2. 配置中断优先级分组；

设置优先级分组可调用库函数NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)实现；

3. 初始化`NVIC_InitTypeDef` 结构体；

该结构体成员如下：

typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;     					// 指定中断请求通道，参数为对应的中断号            
  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;	// 抢占优先级
  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;        	// 子优先级 
  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;        	// 使能或者失能中断请求通道
} NVIC_InitTypeDef;