NVIC中断优先级管理

一.参考资料

  • 探索者STM32F4开发板:
    《STM32F4开发指南-库函数版本》-4.5小节 中断优先级分组管理
  • STM32F4xx官方资料:
    《STM32F4xx中文参考手册》-第10章 中断和事件

二.NVIC中断优先级分组

1.中断

  • 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。
  • STM32F4并没有使用CM4内核的全部东西,而是只用了它的一部分。

       -STM32F40xx/STM32F41xx总共有92个中断。
         -STM32F42xx/STM32F43xx则总共有96个中断 。
  • 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。

《STM32F4xx中文参考手册》P234 表45和46

  • STM32F405xx/STM32F407XX向量表

10个内核中断

82个可屏蔽中断(1).png

82个可屏蔽中断(2).png

2.中断管理方法:

首先,对STM32中断进行分组,组0~4。同时,对每个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级值。

分组配置是在寄存器SCB->AIRCR中配置:

分组配置

3.抢占优先级 & 响应优先级区别:

  • 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。
  • 抢占优先级相同的中断,高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。
  • 抢占优先级相同的中断,当两个中断同时发生的情况下,哪个响应优先级高,哪个先执行。
  • 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;

4.举例:

  • 假定设置中断优先级组为2,然后设置中断3(RTC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。

5.特别说明:

一般情况下,系统代码执行过程中,只设置一次中断优先级分组,比如分组2,设置好分组之后一般不会再改变分组。随意改变分组会导致中断管理混乱,程序出现意想不到的执行结果。

6.中断优先级分组函数:

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{
assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

三.NVIC中断优先级设置

1.中断设置相关寄存器

__IO uint8_t  IP[240]; //中断优先级控制的寄存器组
__IO uint32_t ISER[8]; //中断使能寄存器组
__IO uint32_t ICER[8]; //中断失能寄存器组
__IO uint32_t ISPR[8]; //中断挂起寄存器组
__IO uint32_t ICPR[8]; //中断解挂寄存器组
__IO uint32_t IABR[8]; //中断激活标志位寄存器组

2.MDK中NVIC寄存器结构体

typedef struct
{
__IO uint32_t ISER[8];             
    uint32_t RESERVED0[24];                                   
__IO uint32_t ICER[8];                    
    uint32_t RSERVED1[24];                                    
__IO uint32_t ISPR[8];                     
    uint32_t RESERVED2[24];                                   
__IO uint32_t ICPR[8];                   
    uint32_t RESERVED3[24];                                   
__IO uint32_t IABR[8];                     
    uint32_t RESERVED4[56];                                   
__IO uint8_t  IP[240];                     
    uint32_t RESERVED5[644];                                  
__O  uint32_t STIR;                         
}  NVIC_Type; 

3.对于每个中断怎么设置优先级?

  • 中断优先级控制的寄存器组:IP[240] ,全称是:Interrupt Priority Registers
  • 240个8位寄存器,每个中断使用一个寄存器来确定优先级。STM32F40x系列一共82个可屏蔽中断,使用IP[81]~IP[0]。
  • 每个IP寄存器的高4位用来设置抢占和响应优先级(根据分组),低4位没有用到。
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

4.中断使能寄存器组:ISER[8]

作用:用来使能中断

  • 32位寄存器,每个位控制一个中断的使能。STM32F40x只有82个可屏蔽中断,所以只使用了其中的ISER[0]~ISER[2]。
  • ISER[0]的bit0~bit31分别对应中断0~31。ISER[1]的bit0~27对应中断32~63;ISER[2]的bit0~17对应中断64~81;
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

5.中断失能寄存器组:ICER[8]

作用:用来失能中断

  • 32位寄存器,每个位控制一个中断的失能。STM32F40x只有82个可屏蔽中断,所以只使用了其中的ICER[0]和ICER[1]。
  • ICER[0]的bit0~bit31分别对应中断0~31。ICER[1]的bit0~27对应中断32~63; ICER[3]的bit0~17对应中断64~82;
  • 配置方法跟ISER一样。
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

6.中断挂起控制寄存器组:ISPR[8]

作用:用来挂起中断

static __INLINE void NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn);
static __INLINE uint32_t NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn);
static __INLINE void NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)

7.中断解挂控制寄存器组:ICPR[8]

作用:用来解挂中断

static __INLINE void NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn);
static __INLINE uint32_t NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn);
static __INLINE void NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)

8.中断激活标志位寄存器组:IABR [8]

  • 作用:只读,通过它可以知道当前在执行的中断是哪一个

如果对应位为1,说明该中断正在执行。

static __INLINE uint32_t NVIC_GetActive(IRQn_Type IRQn)

9.中断参数初始化函数

void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

typedef struct
{
uint8_t NVIC_IRQChannel; //设置中断通道
uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//设置响应优先级
uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; //设置抢占优先级
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; //使能/使能
} NVIC_InitTypeDef;

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;// 子优先级位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

四.NVIC总结

中断优先级设置步骤

  1. 系统运行后先设置中断优先级分组。调用函数:

    void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
    //整个系统执行过程中,只设置一次中断分组。
  2. 针对每个中断,设置对应的抢占优先级和响应优先级:

    void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);
  3. 如果需要挂起/解挂,查看中断当前激活状态,分别调用相关函数即可。
最后修改:2020 年 02 月 06 日 12 : 11 PM
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