STM32笔记 （七）中断系统与NVIC嵌套向量中断控制器

简介

STM32拥有一个强大的中断系统，几乎所有外设都能产生中断，对于F103系列的单片机，ARM公司在Cortex‐M3 的内核水平上搭载了一个异常响应系统（异常就是中断）， 支持为数众多的系统异常和外部中断。对于每一种中断都有一个编号，其中，编号为 1－15 的对应系统异常，大于等于 16 的则全是外部中断

Cortex-M3系统异常清单：

Cortex-M3外部中断清单：

Cortex-M3提供了两百多种异常类型，但在STM32中并没有这么多，STM32的中断系统是被阉割裁剪过的，只有六十多个，但相比于51单片机也已经是十分强大了

NVIC嵌套向量中断控制器

NVIC嵌套向量中断控制器，控制着整个芯片中断相关的功能，相当于中断系统的大脑，是内核里面的一个外设，但由于ST官方在设计芯片的时候对Cortex-M3的中断系统进行了裁剪，把不需要用到的部分给去掉。

NVIC的寄存器

寄存器的结构体定义位于core_cm3.h中

typedef struct
{
  __IO uint32_t ISER[8];                      /*!< Offset: 0x000  Interrupt Set Enable Register           */
       uint32_t RESERVED0[24];                                   
  __IO uint32_t ICER[8];                      /*!< Offset: 0x080  Interrupt Clear Enable Register         */
       uint32_t RSERVED1[24];                                    
  __IO uint32_t ISPR[8];                      /*!< Offset: 0x100  Interrupt Set Pending Register          */
       uint32_t RESERVED2[24];                                   
  __IO uint32_t ICPR[8];                      /*!< Offset: 0x180  Interrupt Clear Pending Register        */
       uint32_t RESERVED3[24];                                   
  __IO uint32_t IABR[8];                      /*!< Offset: 0x200  Interrupt Active bit Register           */
       uint32_t RESERVED4[56];                                   
  __IO uint8_t  IP[240];                      /*!< Offset: 0x300  Interrupt Priority Register (8Bit wide) */
       uint32_t RESERVED5[644];                                  
  __O  uint32_t STIR;                         /*!< Offset: 0xE00  Software Trigger Interrupt Register     */
}  NVIC_Type;   

其中
ISER是中断使能寄存器，ICER是中断清除寄存器，IP是八位8bit中断优先级寄存器，我们在配置中断的时候一般只会用到这三个寄存器。

中断优先级

前面的寄存器中有出现IP八位中断优先级寄存器，但在STM32中实际只用了4个bit用于优先级的设置
用于表达的优先级还分为

• 抢占优先级（pre-emotion priority）
• 子优先级（subpriority）
  在比较优先级的时候会先比较抢占优先级，之后再比较子优先级，抢占优先级相同时比较子优先级，子优先级和抢占优先级都相同时比较中断编号

优先级分组

由于优先级中有抢占优先级和子优先级之分，因此需要对这四个位进行分组，分出对应的bit用于两种优先级的表达

控制优先级分组的是内核外设SCB中的AIRCR寄存器，有五种分配选择

中断的初始化编程

中断初始化函数为：void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);
NVIC_InitTypeDef初始化结构体:

typedef struct {
	uint8_t NVIC_IRQChannel; // 中断源

	uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; // 抢占优先级

	uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; // 子优先级

	FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; // 中断使能或者失能
	
} NVIC_InitTypeDef;

这里边就已经说明了中断编程的一些要点，由于STM32几乎每一个外设都能产生中断，因此使用哪一个外设的中断的时候

1. 需要把对应外设的负责中断的寄存器给使能

2. 配置中断源NVIC_IRQChannel
   中断源可以在stm32f10x.h头文件中找到
   

3. 配置抢占优先级与子优先级
   NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级
   NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级
   在这之前还需要设置优先级分组
   用void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);函数配置，具体使用方法可以去msic.h和msic.c查询

4. 使能中断或失能中断
   NVIC_IRQChannelCmd：中断使能（ ENABLE）或者失能（ DISABLE）

5. 编写中断服务函数
   需要注意的是，STM32的中断服务函数名字不能随意取，51中用编号区分，STM32中就没有，需要严格按照头文件中所声明的名称编写，如果函数名称与头文件定义的不一样，在执行中断的时候会跳转到启动文件中的空函数，从而进入死循环