STM32(Cortex-M3)中的優先級理解

2020-12-20 電子產品世界
很多人在配置STM32中斷時對固件庫中的這個函數NVIC_PriorityGroupConfig()——配置優先級分組方式，會很不理解，尤其是看中文翻譯版的，因為中文翻譯版裡把這裡翻譯成「先佔優先級和從優先級」這樣翻譯其實是不對的，很容易讓人誤解。為了便於大家理解，有必要先解釋兩個概念：

搶佔式優先級/響應優先級：

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201611/322703.htm

STM32(Cortex-M3)中有兩個優先級的概念——搶佔式優先級和響應優先級，有人把響應優先級稱作亞優先級或副優先級，每個中斷源都需要被指定這兩種優先級。

具有高搶佔式優先級的中斷可以在具有低搶佔式優先級的中斷處理過程中被響應，即中斷嵌套，或者說高搶佔式優先級的中斷可以嵌套在低搶佔式優先級的中斷中。

當兩個中斷源的搶佔式優先級相同時，這兩個中斷將沒有嵌套關係，當一個中斷到來後，如果正在處理另一個中斷，這個後到來的中斷就要等到前一個中斷處理完之後才能被處理。如果這兩個中斷同時到達，則中斷控制器根據他們的響應優先級高低來決定先處理哪一個；如果他們的搶佔式優先級和響應優先級都相等，則根據他們在中斷表中的排位順序決定先處理哪一個。

看了上面的介紹後，相信大家都明白了這裡面的關係了，總結下便是：搶佔式優先級>響應優先級>中斷表中的排位順序（其中「>」理解為比較的方向）。

正是因為每個中斷源都需要被指定這兩種優先級，就需要有相應的寄存器位記錄每個中斷的優先級；在Cortex-M3中定義了8個比特位用於設置中斷源的優先級，這8個比特位可以有8種分配方式，如下：

1.所有8位用於指定響應優先級

2.最高1位用於指定搶佔式優先級，最低7位用於指定響應優先級

3.最高2位用於指定搶佔式優先級，最低6位用於指定響應優先級

4.最高3位用於指定搶佔式優先級，最低5位用於指定響應優先級

5.最高4位用於指定搶佔式優先級，最低4位用於指定響應優先級

6.最高5位用於指定搶佔式優先級，最低3位用於指定響應優先級

7.最高6位用於指定搶佔式優先級，最低2位用於指定響應優先級

8.最高7位用於指定搶佔式優先級，最低1位用於指定響應優先級

以上便是優先級分組的概念，但是Cortex-M3允許具有較少中斷源時使用較少的寄存器位指定中斷源的優先級，因此STM32把指定中斷優先級的寄存器位減少到4位，這4個寄存器位的分組方式如下：

第0組：所有4位用於指定響應優先級

第1組：最高1位用於指定搶佔式優先級，最低3位用於指定響應優先級

第2組：最高2位用於指定搶佔式優先級，最低2位用於指定響應優先級

第3組：最高3位用於指定搶佔式優先級，最低1位用於指定響應優先級

第4組：所有4位用於指定搶佔式優先級

這裡便對于于文章最前提到的固件庫裡相關的函數了——NVIC_PriorityGroupConfig(u32NVIC_PriorityGroup)，函數的參數共有5種：

這個函數的參數(NVIC_PriorityGroup值)有下列5種：

NVIC_PriorityGroup_0 =>選擇第0組

NVIC_PriorityGroup_1 =>選擇第1組

NVIC_PriorityGroup_2 =>選擇第2組

NVIC_PriorityGroup_3 =>選擇第3組

NVIC_PriorityGroup_4 =>選擇第4組

這其實也很好理解，比如選擇NVIC_PriorityGroup_1，那麼搶佔式優先級便佔一位，也就是說可以有2^1個級別，可以設置為0和1，而響應優先級則佔3位，也就是說可以有2^3個選擇，可以設置為0~7；總共來說就可以區別>16種優先級（為什麼大於而不是等於，想想就應該明白了）

舉個例子吧，假如現在有4個外部中斷，還有一個EXTI9_5中斷，那麼如果選擇優先級分組為第1組，那麼搶佔式優先級便只有兩種，5個中斷就至少有3個在搶佔式優先級上是相同的優先級上，其他兩個在另一優先級別。接著設置響應優先級可以有8種選擇(即每個中斷都要設計搶佔優先級及響應優先級)；假如現在同時有兩個搶佔式優先級別相同的中斷發生，那麼處理的順序是誰的響應優先級高則誰優先進入中斷，另外這點是需要注意的，如果此時進入這個中斷之後又來了一個搶佔式優先級相同但是響應優先級更高的中斷，這時也是不會打斷已有的中斷的。

轉自：http://www.cnblogs.com/rdyzju/archive/2012/05/23/2514445.html

2 GPIO外部中斷

STM32中，每一個GPIO都可以觸發一個外部中斷，但是，GPIO的中斷是以組位一個單位的，同組間的外部中斷同一時間只能使用一個。比如說，PA0，PB0，PC0，PD0，PE0，PF0，PG0這些為1組，如果我們使用PA0作為外部中斷源，那麼別的就不能夠再使用了，在此情況下，我們智能使用類似於PB1，PC2這種末端序號不同的外部中斷源。每一組使用一個中斷標誌EXTIx。EXTI0 – EXTI4這5個外部中斷有著自己的單獨的中斷響應函數，EXTI5-9共用一個中斷響應函數，EXTI10-15共用一個中斷響應函數。

對於中斷的控制，STM32有一個專用的管理機構：NVIC。對於NVIC的詳細解釋，可以參考《ARM Cortex-M3權威指南》，Joseph Yiu著，宋巖譯，北京航空航天大學出版社出版，第8章NVIC與中斷控制。中斷的使能，掛起，優先級，活動等等部都是NVIC在管理的。因為我學習STM32重點在於如何開發程序，所以內部的一些東西，在此我就不詳細說明了，有感興趣的可以參看上面提到的那本數。

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