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[经验] 深度分析中断嵌套,附源码

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    2018-6-30 10:21
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-8-28 08:56:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    ARM公司的Cortex-m3 内核,支持256个中断,其中包含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。在ST公司的STM32单片机中最多有84个中断,包括16个内核中断(这16个内部中断是任何半导体商也改不了的),和68个可屏蔽中断,具有16级可编程的中断优先级。但是在STM32F103系列中只有60个可屏蔽中断,(107系列有68个)。

    针对这60个可屏蔽中断,重点掌握它的一个中断优先级寄存器组IPR,全称Interrupt Priority Registers。这个寄存器组包含15个32位的寄存器,一个可屏蔽中断占用8Bit,那么一个寄存器可以控制4个可屏蔽中断,一共15*4=60。然而在这占用的8bit中又只使用了高4bit,这高4bit的分配才是STM32F103系列单片机中断嵌套的设置所在。STM32F103系列的中断嵌套分为5个组,分别是0、1、2、3、4  这5个组,下面是5个组与中断嵌套的对应关系。

    对于抢占优先级和响应优先级,只需记住两点,第一、抢占任何优先级比都比所有响应优先级优先级高。只有抢占优先级更高的具有中断嵌套功能。(即打断其他正在执行的中断)。第二、数字越小优先级越高 ,抢占优先级和响应优先级都一样时,首先响应中断通道对应中断向量地址低的那个中断。

    下面对0组和1组的情况做一个分析。
    0组对应是0位抢占优先级,4位响应优先级,那么无抢占优先级,响应优先级可设置为0到15级(2的4次方种)中的任意一种。
    1组对应是1位抢占优先级,3位响应优先级,那么抢占优先级只可设置为0级或者1级中的任意一种(2的1次方种),响应优先级可设置为0到7级(2的3次方种)中的任意一种。
    上电复位时,中断配置为4组,并且60个外部中断都是抢占优先级为0级,无响应优先级。
    总结一下:
    • 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。

    所以可以看出判断两个中断的优先级时先看抢占优先级的高低,如果相同再看响应优先级的高低。如果全都相同最后看中断通道向量地址。
    一般来说在使用过程中,一个系统使用一个组别就完全可以满足需要。所以在使用一个组别后一般不要在系统中再改动组别,骨灰级玩家可以去试试(小心芯片烧了)。

    外部中断:
    STM32F103的外部中断EXti支持19个外部中断/事件请求。每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。
    0到15线:对应外部I/O口输入中断
    线16:接到PVD输出
    线17:接到RCT闹钟事件
    线18:接到USB唤醒事件
    线16到线18我自己都没用过,主要对线0到15的I/O输入中断做一个总结,有个注意的地方是这0到15线的外部中断,其中0到4线,这5个外部中断都有自己单独的中断响应函数。5到9线公用一个中断服务函数,10到15线公用一个中断服务函数。
    外部中断配置寄存器组EXTICR包含4个32位的寄存器,分别是EXTICR0、EXTICR1、EXTICR2、EXTICR3、但每一个寄存器只用了低16位,每4位控制一个I/O口,一个寄存器控制4个I/O口,EXTICR寄存器组控制16个I/O口,刚好一个GPIO的I/O口数。下面以 EXTICR0为例,用一个表格表示:

    比如配置GPIOA.0就是将EXTICR0的低4位配置成0000,若配置GPIOB.1就是配置EXTICR0的4到7位,为0001。
    这里有一个问题,如果要配置GPIOA.0和GPIOB.0,会引起冲突,不知道是不是分时配置解决的。我用的固体库的方式,不需要考虑这些,呵呵。注意使用固件库时中断复位函数是写在stm32f10x_it.c这个文件里的。


    下面结合外部中断附上固件库版本的程序:

    主函数里:
    • void NVIC_Configuration(void)
    • {
    • NVIC_InitTypeDef NVIC_InitSructure;
    • NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);          //设置为优先级组2
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;       //定义外部中断线13中断通道
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;        //抢占优先级0
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;                       //响应优先级0
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                               //使能指定通道
    • NVIC_Init(&NVIC_InitSructure);
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;        //定义外部中断线15中断通道
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                               //使能指定通道
    • NVIC_Init(&NVIC_InitSructure);
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;        //定义外部中断线0中断通道
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
    • NVIC_InitSructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                               //使能指定通道
    • NVIC_Init(&NVIC_InitSructure);
    • }
    • void EXTI_Configuration(void)
    • {
    •   EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;                                                    //初始化结构
    •   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource13);  //指明当前哪个引脚为外部中断触发引脚
    •   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource15);
    •   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);                                      //清除中断标志位 EXTI_Line13对应相应的中断线13
    •   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line15);
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode =EXTI_Mode_Interrupt;                            //选择中断模式请求
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_trigger = EXTI_Trigger_Falling;                    //下降沿触发
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line13|EXTI_Line15;  // 选择待使能的外部中断线
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                                                        // 定义选中线的新状态  使能
    •   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);                     //把EXIT_InitStructure中的每一个参数按缺省值填入
    •   GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);     //指明当前哪个引脚为外部中断触发引脚
    •   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_Mode =EXTI_Mode_Interrupt;                            //选择中断模式请求
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;                    //上升沿触发
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;            // 选择待使能的外部中断线
    •   EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;                                                        // 定义选中线的新状态  使能
    •   EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);                     //把EXIT_InitStructure中的每一个参数按缺省值填入
    • }
    • stm32f10x_it.c这个文件里
    • void EXTI15_10_IRQHandler(void)
    • {
    •               IF(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13)!=RESET)
    •         {               GPIO_WriteBit( GPIOA,GPIO_Pin_8,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8))); //LED0翻转
    •                       EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);
    •   }
    •              if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line15)!=RESET)
    •         {               GPIO_WriteBit( GPIOD,GPIO_Pin_2,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_2))); //LED0翻转
    •                 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line15);
    •   }
    • }
    • void EXTI0_IRQHandler(void)
    • {
    •           if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!=RESET)
    • { GPIO_WriteBit( GPIOA,GPIO_Pin_8,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8))); //LED0翻转
    •     GPIO_WriteBit( GPIOD,GPIO_Pin_2,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOD,GPIO_Pin_2))); //LED0翻转
    •   EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    • }
    • }

    [color=rgb(51, 102, 153) !important]复制代码







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