了解Cortex-M3的中斷

2020-12-20 電子產品世界

在第一個函數SystemInit()的下一行，會有常見的另一個函數NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_PriorityGroup_X）（X代表數字1，2，3...）。此函數跟中斷配置相關，配置中斷優先級，包括搶佔優先級與子優先級。

關於NVIC（中斷向量控制器）的介紹STM32參考手冊中是找不到的。需要看《Cortex-M3權威指南》，這本書是著重描述此M3內核相關的東西。NVIC也在其中，因為它是內核中很重要的一部分。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201611/319099.htm

看了下這本書，對於NVIC描述的很詳細。我就直接截圖咯。

跟NVIC打交道的寄存器截圖說明。操作NVIC，這些寄存器都是需要掌握的，尤其是需要「掛號」的那四個寄存器。

關於中斷使能與禁能

這個的話Cortex-M3分別使用了兩個寄存器控制，一個負責使能與禁能，不像一些簡單的單片機一個BIT位就搞定這兩個功能，此功能帶來的好處就是安全了，不用害怕擔心自己的誤操作。因為此寄存器都是寫1有效，寫0無效。使能某寄存器則需向使能寄存器寫1，禁能需向禁能寄存器寫1。

下面的截圖說的是關於懸起與解懸寄存器

中斷優先級

每個外部中斷的優先級寄存器佔8位，但是允許最少只使用最高3位。STM32的話就是使用了最高4位。並且4個相鄰的優先級寄存器拼接成一個32位寄存器。中斷優先級又分為搶佔優先級和子優先級。STM32中，優先級寄存器中高四位中的高兩位說明搶佔優先級，低兩位說明子優先級。搶佔優先級的話就是能打斷低搶佔優先級的中斷，從而實現中斷嵌套。

下面也是截圖看看優先級有哪幾種分配情況。

下面的截圖說明優先級如何確定和嵌套規則。

關於那幾個需要掌握的與中斷寄存器，還有一個截圖：

下面的截圖關於中斷是如何建立的：

當然還有一些其它跟中斷相關的寄存器，不是很常用，就沒寫在這裡了。

那麼現在具體說說這個優先級配置函數，函數定義實現如下：

  1. /**
  2. *@briefConfigurestheprioritygrouping:pre-emptionpriorityandsubpriority.
  3. *@paramNVIC_PriorityGroup:specifiestheprioritygroupingbitslength.
  4. *Thisparametercanbeoneofthefollowingvalues:
  5. *@argNVIC_PriorityGroup_0:0bitsforpre-emptionpriority
  6. *4bitsforsubpriority
  7. *@argNVIC_PriorityGroup_1:1bitsforpre-emptionpriority
  8. *3bitsforsubpriority
  9. *@argNVIC_PriorityGroup_2:2bitsforpre-emptionpriority
  10. *2bitsforsubpriority
  11. *@argNVIC_PriorityGroup_3:3bitsforpre-emptionpriority
  12. *1bitsforsubpriority
  13. *@argNVIC_PriorityGroup_4:4bitsforpre-emptionpriority
  14. *0bitsforsubpriority
  15. *@retvalNone
  16. */
  17. voidNVIC_PriorityGroupConfig(uint32_tNVIC_PriorityGroup)
  18. {
  19. /*Checktheparameters*/
  20. assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));
  22. /*SetthePRIGROUP[10:8]bitsaccordingtoNVIC_PriorityGroupvalue*/
  23. SCB->AIRCR=AIRCR_VECTKEY_MASK|NVIC_PriorityGroup;
  24. }

此函數在misc.c原文件中，函數只有兩句話。其中

  1. assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));

assert_param是定義的一個宏，用來檢測表達式的正確性。如果表達式正確則什麼也不做，繼續執行下面的語句。如果參數有錯，就會在當前行報錯。這裡主要檢測我們輸入的NVIC配置優先級是否有效。

[cpp]view plaincopy

print?

  1. /*SetthePRIGROUP[10:8]bitsaccordingtoNVIC_PriorityGroupvalue*/
  2. SCB->AIRCR=AIRCR_VECTKEY_MASK|NVIC_PriorityGroup;

這句話才是關鍵，實現了優先級的配置。其中AIRCR_VECTKEY_MASK相當於個鑰匙，用一個宏實現。在此源文件的開始處聲明，其值為：

  1. #defineAIRCR_VECTKEY_MASK((uint32_t)0x05FA0000)

因為NVIC是個很關鍵的寄存器，不能隨便配置，於是需要一個輸入標記才能進行正確配置，此標記就相當於一把鑰匙。其中NVIC_PriorityGroup值的選擇就是函數上方中那些宏，一共有5種情況。

  1. /**
  2. *@briefConfigurestheprioritygrouping:pre-emptionpriorityandsubpriority.
  3. *@paramNVIC_PriorityGroup:specifiestheprioritygroupingbitslength.
  4. *Thisparametercanbeoneofthefollowingvalues:
  5. *@argNVIC_PriorityGroup_0:0bitsforpre-emptionpriority
  6. *4bitsforsubpriority
  7. *@argNVIC_PriorityGroup_1:1bitsforpre-emptionpriority
  8. *3bitsforsubpriority
  9. *@argNVIC_PriorityGroup_2:2bitsforpre-emptionpriority
  10. *2bitsforsubpriority
  11. *@argNVIC_PriorityGroup_3:3bitsforpre-emptionpriority
  12. *1bitsforsubpriority
  13. *@argNVIC_PriorityGroup_4:4bitsforpre-emptionpriority
  14. *0bitsforsubpriority
  15. *@retvalNone
  16. */

另外發現現在有很多實時系統都是根據Cortex-M3內核量身訂造的，想必其強大的NVIC就是其中一個原因吧。

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