专栏首页嵌入式单片机STM32 学习笔记之中断应用概览--以f103为例

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。

原文链接:https://www.cnblogs.com/923327iu/p/12089666.html

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