【STM32】NVIC 中断优先级管理,抢占优先级,响应优先级,中断寄存器

您所在的位置:网站首页 优先级和优先数 【STM32】NVIC 中断优先级管理,抢占优先级,响应优先级,中断寄存器

【STM32】NVIC 中断优先级管理,抢占优先级,响应优先级,中断寄存器

2024-07-08 01:22:58| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 抢占优先级和响应优先级抢占响应 NVIC 的优先级组中断寄存器ISER[8]ICER[8]ISPR[8]ICPR[8]IABR[8]IP[240]中断优先级设置步骤总结 Ref.

抢占优先级和响应优先级

STM32 的中断向量具有两个属性,一个为抢占属性,另一个为响应属性,其属性编号越小,表明它的优先级别越高。

抢占

抢占,是指打断其他中断的属性,即因为具有这个属性会出现嵌套中断(在执行中断服务函数A 的过程中被中断B 打断,执行完中断服务函数B 再继续执行中断服务函数A),抢占属性由NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 的参数配置。

响应

响应属性则应用在抢占属性相同的情况下,当两个中断向量的抢占优先级相同时,如果两个中断同时到达, 则先处理响应优先级高的中断, 响应属性由NVIC_IRQChannelSubPriority 参数配置。

例如,现在有三个中断向量,如下表 在这里插入图片描述

若内核正在执行C 的中断服务函数,则它能被抢占优先级更高的中断A 打断,由于B 和C 的抢占优先级相同,所以C 不能被B 打断。但如果B 和C 中断是同时到达的,内核就会首先响应响应优先级别更高的B 中断(高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的,而抢占优先级相同的中断,高优先级的响应优先级不可以打断低响应优先级的中断)。

NVIC 的优先级组

在配置优先级的时候,还要注意一个很重要的问题,即中断种类的数量。

NVIC 只可以配置16 种中断向量的优先级,也就是说,抢占优先级和响应优先级的数量由一个4 位的数字来决定,把这个4 位数字的位数分配成抢占优先级部分和响应优先级部分。

有5 组分配方式:

第 0 组: 所有4 位用来配置响应优先级。即16 种中断向量具有都不相同的响应优先级。第 1 组:最高1 位用来配置抢占优先级,低3 位用来配置响应优先级。表示有2 种级别的抢占优先级(0 级,1 级),有8 种响应优先级,即在16 种中断向量之中,有 8 种中断,其抢占优先级都为0 级,而它们的响应优先级分别为0~7,其余8 种中断向量的抢占优先级则都为1 级,响应优先级别分别为0~7。第 2 组:2 位用来配置抢占优先级,2 位用来配置响应优先级。即4 种抢占优先级,4 种响应优先级。第 3 组:高3 位用来配置抢占优先级,最低1 位用来配置响应优先级。即有8 种抢占优先级,2 种响应2 优先级。第 4 组:所有4 位用来配置抢占优先级,即NVIC 配置的16 种中断向量都是只有抢占属性,没有响应属性。

要配置这些优先级组,可以采用库函数NVIC_PriorityGroupConfig(),可输入的参数为NVIC_PriorityGroup_0 ~ NVIC_PriorityGroup_4,分别为以上介绍的5 种分配组。

于是,有读者觉得疑惑了,如此强大的STM32,所有GPIO都能够配置成外部中断,USART、ADC 等外设也有中断,而NVIC 只能配置16 种中断向量,那么在某个工程中使用超过16 个中断怎么办呢?注意NVIC 能配置的是16 种中断向量,而不是16 个,当工程中有超过16 个中断向量时,必然有两个以上的中断向量是使用相同的中断种类,而具有相同中断种类的中断向量不能互相嵌套。

中断寄存器 ISER[8]

全称 Interrupt Set-Enable Registers,是一个中断使能寄存器组。

CM3 内核支持 256 个中断,这里用 8 个 32 位寄存器来控制,每个位控制一个中断。

但是 STM32F103 的可屏蔽中断只有 60 个,所以对我们来说,有用的就是两个(ISER[0]和 ISER[1]), 总共可以表示 64 个中断。

而 STM32F103 只用了其中的前 60 位。ISER[0]的 bit0~bit31 分别对应中断 0~31。ISER[1]的 bit0~27 对应中断 32~59;这样总共 60 个中断就分别对应上了。

你要使能某个中断,必须设置相应的 ISER 位为 1,使该中断被使能(这里仅仅是使能,还要配合中 断分组、屏蔽、IO 口映射等设置才算是一个完整的中断设置)。具体每一位对应哪个中断,请参考 stm32f10x.h 里面的第 140 行处(针对编译器 MDK5 来说)。

ICER[8]

全称 Interrupt Clear-Enable Registers,是一个中断除能寄存器组。

该寄存器组与 ISER 的作用恰好相反,是用来清除某个中断的使能的。其对应位的功能,也和 ICRT 一样。

这里要专门设置一个 ICER 来清除中断位,而不是向 ISER 写 0 来清除,是因为 NVIC 的这些寄 存器都是写 1 有效的,写 0 是无效的。具体为什么这么设计,请看《CM3 权威指南》第 125 页, NVIC 概览一章。

ISPR[8]

全称 Interrupt Set-Pending Registers,是一个中断挂起控制寄存器组。

每个位对应的中断和 ISER 是一样的。

通过置 1,可以将正在进行的中断挂起,而执行同级或更高级别 的中断。写 0 是无效的。

ICPR[8]

全称 Interrupt Clear-Pending Registers,是一个中断解挂控制寄存器组。

其作用与 ISPR 相反,对应位也和 ISER 是一样的。

通过设置 1,可以将挂起的中断接挂。写 0 无效。

IABR[8]

全称 Interrupt Active Bit Registers,是一个中断激活标志位寄存器组。

对应位所代表的中断和 ISER 一样,如果为 1,则表示该位所对应的中断正在被执行。

这是一个只读寄存器,通过它可以知道当前在执行的中断是哪一个。在中断执行完了由硬件自动清零。

IP[240]

全称 Interrupt Priority Registers,是一个中断优先级控制的寄存器组。

这个寄存器组相当重要!STM32 的中断分组与这个寄存器组密切相关。

IP 寄存器组由 240 个 8bit 的寄存器组成,每个可屏蔽中断占用 8bit,这样总共可以表示 240 个可屏蔽中断。

而 STM32 只用到了其中的前 60 个。IP[59]~IP[0]分别对应中断 59~0。而每个可屏蔽中断占用的 8bit 并没有全部使用,而是只用了高 4 位。这 4 位,又分为抢占优先级和子优先级。抢占优先级在前,子优先级在后。而这两个优先级各占几个位又要根据 SCB->AIRCR 中的中断分组设置来决定。

STM32 将中断分为 5 个组,组 0~4。该分组的设置是由 SCB->AIRCR 寄存器的 bit10~8 来定义的。具体分配关系如下表:

组AIRCR[10:8]bit[7:4]分配情况分配结果01110: 40 位抢占优先级,4 位响应优先级11101: 31 位抢占优先级,3 位响应优先级21012: 22 位抢占优先级,2 位响应优先级31003: 13 位抢占优先级,1 位响应优先级40114: 04 位抢占优先级,0 位响应优先级

例如,组设置为 3,那么此时所有的 60 个中断,每个中断的中断优先寄存器的高四位中的最高 3 位是抢占优先级,低 1 位是响应优先级。这样每个中断,你就可以设置抢占优先级位 0~7(因为抢占优先级有 3 位,最高可表示为 000=0~111=7),响应优先级(只有 1 位因此)为 1 或 0。抢占优先级的级别高于响应优先级。而数值越小所代表的优先级就越高。

这里需要注意两点: 第一,如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都是一样的话,则看哪个中断先发生就先执行; 第二,高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的,而抢占优先级相同的中断,高优先级的响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。

结合实例说明一下: 假定设置中断优先级组为 2,然后设置中断 3(RTC 中断)的抢占优先级为 2,响应优先级为 1。中断 6(外部中断 0)的抢占优先级为 3,响应优先级为 0。中断 7(外部中断 1)的抢占优先级为 2,响应优先级为 0。

那么这 3 个中断的优先级顺序为:中断 7>中断 3>中断 6。

上面例子中的中断 3 和中断 7 都可以打断中断 6 的中断。而中断 7 和中断 3 却不可以相互打断!

接下来我们介绍如何使用库函数实现以上中断分组设置以及中断优先级管理,使得我们以后的中断设置简单化。NVIC 中断管理函数主要在 misc.c 文件里面。

中断优先级分组函数

void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup); //中断优先级分组函数

这个函数唯一目的就是通过设置 SCB->AIRCR 寄存器来设置中断优先级分组

比如我们设置整个系统的中断优先级分组值为 2,那么方法是:

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

中断初始化函数

void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct); //中断初始化函数

其中 NVIC_InitTypeDef 是一个结构体,中间有三个成员变量,这三个成员变量的作用是:

NVIC_IRQChannel:定义初始化的是哪个中断,这个我们可以在 stm32f10x.h 中找到每个中断对应的名字。例如 USART1_IRQn。NVIC_IRQChannelPreemptionPriority:定义这个中断的抢占优先级别。NVIC_IRQChannelSubPriority:定义这个中断的子优先级别。NVIC_IRQChannelCmd:该中断是否使能。

比如我们要使能串口 1 的中断,同时设置抢占优先级为 1,子优先级位 2,初始化的方法是:

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; // 串口 1 中断 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1 ; // 抢占优先级为 1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; // 子优先级位 2 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; // IRQ 通道使能 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); // 根据上面指定的参数初始化 NVIC 寄存器 中断优先级设置步骤总结 系统运行开始的时候设置中断分组。确定组号,也就是确定抢占优先级和子优先级的 分配位数。调用函数为 NVIC_PriorityGroupConfig(); 设置所用到的中断的中断优先级别。对每个中断调用函数为 NVIC_Init(); Ref. STM32的抢占优先级和响应优先级


【本文地址】

公司简介

联系我们

今日新闻


点击排行

实验室常用的仪器、试剂和
说到实验室常用到的东西,主要就分为仪器、试剂和耗
不用再找了,全球10大实验
01、赛默飞世尔科技(热电)Thermo Fisher Scientif
三代水柜的量产巅峰T-72坦
作者:寞寒最近,西边闹腾挺大,本来小寞以为忙完这
通风柜跟实验室通风系统有
说到通风柜跟实验室通风,不少人都纠结二者到底是不
集消毒杀菌、烘干收纳为一
厨房是家里细菌较多的地方,潮湿的环境、没有完全密
实验室设备之全钢实验台如
全钢实验台是实验室家具中较为重要的家具之一,很多

推荐新闻


图片新闻

实验室药品柜的特性有哪些
实验室药品柜是实验室家具的重要组成部分之一,主要
小学科学实验中有哪些教学
计算机 计算器 一般 打孔器 打气筒 仪器车 显微镜
实验室各种仪器原理动图讲
1.紫外分光光谱UV分析原理:吸收紫外光能量,引起分
高中化学常见仪器及实验装
1、可加热仪器:2、计量仪器:(1)仪器A的名称:量
微生物操作主要设备和器具
今天盘点一下微生物操作主要设备和器具,别嫌我啰嗦
浅谈通风柜使用基本常识
 众所周知,通风柜功能中最主要的就是排气功能。在

专题文章

    CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 win10的实时保护怎么永久关闭