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STM32中断优先级相关概念与使用笔记

发布时间:2019-04-23 22:00 来源:未知 编辑:admin

  1.ARM cortex_m3内核支持256个中断(16个内核+240外部)和的设置,与其相关的中断控制和中断优先级控制寄存器(NVIC、SYSTICK等)也都属于cortex_m3内核的部分。采用了cortex_m3内核,所以这部分仍旧保留使用,但STM32并没有使用cortex_m3内核全部的东西(如内存保护单元MPU等),因此它的NVIC是cortex_m3内核的NVIC的子集。

  2.STM32目前支持的中断共为84个(16个内核+68个外部),和16级可编程中断优先级的设置(仅使用中断优先级设置8bit中的高4位,见后面解释)。《参考最新101xx-107xx STM32 Reference manual, RM0008》。

  对于cortex_m3内核所支持的240个外部中断,我在这里使用了“中断通道”这个概念,因为尽管每个中断对应一个外围设备,但该外围设备通常具备若干个可以引起中断的中断源或中断事件。而该设备的所有的中断都只能通过该指定的“中断通道”向内核申请中断。因此,下面关于中断优先级的概念都是针对“中断通道”的。当该中断通道的优先级确定后,也就确定了该外围设备的中断优先级,并且该设备所能产生的所有类型的中断,都享有相同的通道中断优先级。至于该设备本身产生的多个中断的执行顺序,则取决于用户的中断服务程序。

  4. STM32可以支持的68个外部中断通道,已经固定的分配给相应的外部设备。每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节PRI_n(8位,但在STM32中只使用4位,高4位有效),每4个通道的8位中断优先级控制字(PRI_n)构成一个32位的优先级寄存器(Priority Register)。68个通道的优先级控制字至少构成17个32位的优先级寄存器,它们是NVIC寄存器中的一个重要部分。

  5.对于这4bit的中断优先级控制位还必须分成2组看:从高位开始,前面是定义抢先式优先级的位,后面用于定义子优先级。4bit的分组组合可以有以下几种形式:

  的第[10:8]这3个位中。这3个bit位有专门的称呼:PRIGROUP(具体写操作后面介绍)。比如你将0x05(即上表中的编号)写到AIRC的[10:8]中,那么也就规定了你的系统中只有4个抢先式优先级,相同的抢先式优先级下还可以有4个不同级别的子优先级。

  7.AIRC中PRIGROUP的值规定了设置和确定每个外部中断通道优先级的格式。例如,在上面将0x05写入了AIRC中PRIGROUP,也就规定了当前系统中只能有4个抢先式优先级,相同的抢先式优先级下还可以有4个不同级别的子优先级,他们分别为:

  8.如果在你的系统中使用了TIME2(中断通道28)和EXTI0(中断通道6)两个中断,而TIME2中断必须优先响应,而且当系统在执行EXIT0中断服务时也必须打断(抢先、嵌套),就必须设置TIME2的抢先优先级比EXTI0的抢先优先级要高(数目小)。假定EXTI0为2号抢先优先级,那么TIME2就必须设置成0或1号抢先优先级。这些工作需要在AIRC中的PRIGROUP设置完成,确定了整个系统所具有的优先级个数后,再分别对每个中断通道(设备)进行设置。

  a/ 只能高抢先优先级的中断可以打断低抢先优先级的中断服务,构成中断嵌套。

  b/ 当2(n)个相同抢先优先级的中断出现,它们之间不能构成中断嵌套,但STM32首先响应子优先级高的中断。

  c/ 当2(n)个相同抢先优先级和相同子优先级的中断出现,STM32首先响应中断通道所对应的中断向量地址低的那个中断(见ROM0008,表52)。

  0号抢先优先级的中断,可以打断任何中断抢先优先级为非0号的中断;1号抢先优先级的中断,可以打断任何中断抢先优先级为2、3、4号的中断;;构成中断嵌套。

  如果两个中断的抢先优先级相同,谁先出现,就先响应谁,不构成嵌套。如果一起出现(或挂在那里等待),就看它们2个谁的子优先级高了,如果子优先级也相同,就看它们的中断向量位置了。

  10.上电Reset后,寄存器AIRC中PRIGROUP[10:8]的值为0(编号0),因此此时系统使用16个抢先优先级,无子优先级。另外由于所有外部中断通道的优先级控制字PRI_n也都是0,所以根据上面的定义可以得出,此时68个外部中断通道的抢先优先级都是0号,没有子优先级的区分。故此时不会发生任何的中断嵌套行为,谁也不能打断当前正在执行的中断服务。当多个中断出现后,则看它们的中断向量地址:地址越低,中断级别越高,STM32优先响应。

  注意:此时内部中断的抢先优先级也都是0号,由于它们的中断向量地址比外部中断向量地址都低,所以它们的优先级比外部中断通道高,但如果此时正在执行一个外部中断服务,它们也必须排队等待,只是可以插队,当正在执行的中断完成后,它们可以优先得到执行。

  了解以上基本概念还是不够的,还要了解具体中断的控制有那些途径,中断服务程序如何正确的编写。下面的描述主要以TIME2通道为例。

  1.对于STM32讲,外部中断通道位置28(35号优先级)是给外部设备TIME2的,但TIME2本身能够引起中断的中断源或事件有好多个,比如更新事件(上溢/下溢)、输入捕获、输出匹配、DMA申请等。所有TIME2的中断事件都是通过一个TIME2的中断通道向STM32内核提出中断申请,那么STM32中如何处理和控制TIME2和它众多的、不同的、中断申请呢?

  (题外线中的一个通用定时计数器,就比8位控制器(如AVR,MCS-51就更不必说了)中TIME要复杂多了。学过AVR的,可能对输入捕获、输出匹配等还有概念,但如果你学的标准架构的MCS-51,那么上手32位可能困难就更多了。所以我一直推荐学习8位机应该认线有很大的市场,价格也相对便宜,但从长远的眼光看问题,从后续掌握32位的使用,考虑到学生的可持续发展,AVR应该是比较好的选择。)

  2.cortex_m3内核对于每一个外部中断通道都有相应的控制字和控制位,用于单独的和总的控制该中断通道。它们包括有:

http://bed-plans.net/gaoyouxianjizhongduan/36.html
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