STM32 学习笔记之中断应用概览--以f103为例

　异常类型

　　F103 在内核水平上搭载了一个异常响应系统， 支持为数众多的系统异常和外部中断。其中系统异常有8 个(如果把Reset 和HardFault 也算上的话就是10 个)，外部中断有60个。除了个别异常的优先级被定死外，其它异常的优先级都是可编程的。有关具体的系统异常和外部中断可在标准库文件stm32f10x.h 这个头文件查询到，在IRQn_Type 这个结构体里面包含了F103 系列全部的异常声明。

　　NVIC 简介

　　在讲如何配置中断优先级之前，我们需要先了解下NVIC。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。但是各个芯片厂商在设计芯片的时候会对Cortex-M3 内核里面的NVIC 进行裁剪，把不需要的部分去掉，所以说STM32 的NVIC 是Cortex-M3 的NVIC 的一个子集。

　　NVIC 寄存器简介

　　在固件库中，NVIC 的结构体定义可谓是颇有远虑，给每个寄存器都预留了很多位，恐怕为的是日后扩展功能。不过STM32F103 可用不了这么多，只是用了部分而已，具体使用了多少可参考《 Cortex-M3 内核编程手册》-4.3.11:NVIC 寄存器映射。

　　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。

　　NVIC 中断配置固件库

　　固件库文件core_cm3.h 的最后，还提供了NVIC 的一些函数，这些函数遵循CMSIS 规则，只要是Cortex-M3 的处理器都可以使用，具体如下：

　　这些库函数我们在编程的时候用的都比较少，甚至基本都不用。在配置中断的时候我们还有更简洁的方法，请看中断编程小节。

　　优先级定义

　　在NVIC 有一个专门的寄存器：中断优先级寄存器NVIC_IPRx，用来配置外部中断的优先级，IPR 宽度为8bit，原则上每个外部中断可配置的优先级为0~255，数值越小，优先级越高。但是绝大多数CM3 芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数减少，在F103 中，只使用了高4bit，如下所示：

　　用于表达优先级的这4bit，又被分组成抢占优先级和子优先级。如果有多个中断同时响应，抢占优先级高的就会 抢占 抢占优先级低的优先得到执行，如果抢占优先级相同，就比较子优先级。如果抢占优先级和子优先级都相同的话，就比较他们的硬件中断编号，编号越小，优先级越高。

　　优先级分组

　　优先级的分组由内核外设SCB 的应用程序中断及复位控制寄存器AIRCR 的PRIGROUP[10:8]位决定，F103 分为了5 组，具体如下：主优先级=抢占优先级

　　设置优先级分组可调用库函数NVIC_PriorityGroupConfig()实现，有关NVIC 中断相关的库函数都在库文件misc.c 和misc.h 中。

　　中断编程

　　在配置每个中断的时候一般有3 个编程要点：

　　1、使能外设某个中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。比如串口有发送完成中断，接收完成中断，这两个中断都由串口控制寄存器的相关中断使能位控制。

　　2、初始化NVIC_InitTypeDef 结构体，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。NVIC_InitTypeDef 结构体在固件库头文件misc.h 中定义。

　　有关NVIC 初始化结构体的成员我们一一解释下：

　　1)NVIC_IROChannel：用来设置中断源，不同的中断中断源不一样，且不可写错，即使写错了程序也不会报错，只会导致不响应中断。具体的成员配置可参考stm32f10x.h 头文件里面的IRQn_Type 结构体定义，这个结构体包含了所有的中断源。

　　2)NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表格 17-5 优先级分组真值表 。

　　3)NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表格 17-5 优先级分组真值表 。

　　4)NVIC_IRQChannelCmd：中断使能(ENABLE)或者失能(DISABLE)。操作的是NVIC_ISER 和NVIC_ICER 这两个寄存器。

　　3、编写中断服务函数

　　在启动文件startup_stm32f10x_hd.s 中我们预先为每个中断都写了一个中断服务函数，只是这些中断函数都是为空，为的只是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需要我们重新编写，为了方便管理我们把中断服务函数统一写在stm32f10x_it.c 这个库文件中。

　　关于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就在中断向量表中找不到中断服务函数的入口，直接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，并且在里面无限循环，实现不了中断。