stm32f407探索者开发板（十五）——NVIC中断优先级管理

零、前言

• CM4内核支持256个中断，其中包含了16个内核中断和240个外部中断，并且具有256级的可编程中断设置。
• STM32F4并没有使用CM4内核的全部东西，而是只用了它的一部分
  — STM32F40xx/STM32F41xx总共有92个中断。
  — STM32F42xx/STM32F43xx则总共有96个中断
• STM32F40xx/STM32F41xx的92个中断里面，包括10个内核中断和82个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级，而我们常用的就是这82个可屏蔽中断。
  

一、NVIC中断优先级分组

1.1 中断的管理方法

首先，对STM32中断进行分组，组0~4。同时，对每个中断设置-一个抢占优先级和一一个响应优先级值。

分组配置是在寄存器SCB->AIRCR中配置:

一、分组有什么意义
系统只设置一次，一旦分组确定下来后[7:4]的分配情况也就确定下来了，即IP的分配结果

二、抢占优先级和响应优先级是干什么的

1.2 抢占优先级&相应优先级的区别

• 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。
• 抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。
• 抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行。
• 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;

抢占优先级：数字越低级别越高，0可以打断1的中断
响应优先级：在抢占优先级相同的情况下生效，如果两个中断同时发生（抢占优先级一样），哪个响应优先级级别高，则先进行中断（不能进行打断）
如果都相同，则看那个先发生

1.3 举例

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。

优先级顺序：中断7>中断3>中断6

1.4 特别说明

一.般情况下，系统代码执行过程中，只设置次中断优先级分组，比如分组2，设置好分组之后一般不会再改变分组。随意改变分组会导致中断管理混乱，程序出现意想不到的执行结果。

因为IP分配情况会紊乱

1.5 中断优先级分组函数

void NVIC PriorityGroupConfig(uint32_ _t NVIC_ PriorityGroup);

void NVIC_ PriorityGroupConfig(uint32_ t NVIC_ PriorityGroup)
{assert_ param(IS_ NVIC_ PRIORITY_ GROUP(NVIC_ PriorityGroup));SCB->AIRCR = AIRCR_ VECTKEY_ MASK | NVIC_ PriorityGroup;
}
NVIC_ PriorityGroupConfig(NVIC_ PriorityGroup_ _2);

二、NVIC中断优先级设置

2.1 中断设置相关寄存器

typedef struct
{__IO uint32_t ISER[8];                 //中断使能寄存器组uint32_t RESERVED0[24];__IO uint32_t ICER[8];                 //中断失能寄存器组uint32_t RSERVED1[24];__IO uint32_t ISPR[8];                 //中断挂起寄存器组uint32_t RESERVED2[24];__IO uint32_t ICPR[8];                 //中断解挂寄存器组uint32_t RESERVED3[24];__IO uint32_t IABR[8];                 //中断激活标志位寄存器组uint32_t RESERVED4[56];__IO uint8_t  IP[240];                 //中断优先级控制的寄存器组uint32_t RESERVED5[644];__O  uint32_t STIR;                    
}  NVIC_Type;

2.2 中断设置优先级

2.2.1 中断优先级控制的寄存器组 IP[240]

中断优先级控制的寄存器组:IP[240]
全称是: Interrupt Priority Registers
240个8位寄存器，每个中断使用一-个寄存器来确定优先级。STM32F40x系列一共82个可屏蔽中断，使用IP[81]~IP[0]。
每个IP寄存器的高4位用来设置抢占和响应优先级(根据分组)，低4位没有用到。

void NVIC_ Init(NVIC_ InitTypeDef* NVIC_ InitStruct);

入口参数结构体NVIC_ InitTypeDef的定义

typedef struct
{uint8_t NVIC_IRQChannel;                    //确定是哪一个中断（82中）  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  //设置抢占优先级uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;         //设置相应优先级FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;         //使能中断
} NVIC_InitTypeDef;

2.2.2 中断使能寄存器组 ISER[8]

中断使能寄存器组:ISER[8]
作用:用来使能中断
32位寄存器，每个位控制一个中断的使能。STM32F40x只有82个可屏蔽中断，所以只使用了其中的ISER[O]~ISER[2]。
ISER[0]的bit0_{bit31分别对应中断0}31。ISER[1]的bit0_{27对应中断32}63; ISER[2]的bit0_{17对应中断64}81;

void NVIC Init(NVIC_ InitTypeDef* NVIC lnitStruct);

  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; 

2.2.3 中断失能寄存器组 ICER[8]

作用:用来失能中断
32位寄存器，每个位控制一个中断的失能。STM32F40x 只有82个可屏蔽中断，所以只使用了其中的ICER[0]和ICER[1]。
ICER[0]的bit0 ~ bit31分别对应中断0 ~ 31。ICER[1]的bit0 ~ 27对应中断32 ~ 63 ; a器ICER[3] 的bit0 ~ 17对应中断64 ~ 82 ;
用法和ISER一样

2.2.4 中断挂起/解挂控制寄存器 ISPR[8]和ICPR[8]

作用：用来挂起/解挂中断

static 8 INLINE void NVIC SetPendingIRQ(IRQn_ Type IRQn) ;
static 8 INLINE uint32 t NVIC GetPendinglRQ(IRQn_ Type IRQn) ;
static 8 INLINE void NVIC_ ClearPendingIRQ(IRQn Type IRQn)

2.2.5 中断激活标志位寄存器组 IABR[8]

作用:只读，通过它可以知道当前在执行的中断是哪一个

如果对应位为1，说明该中断正在执行。
static INLINE uint32_ t NVIC_ GetActive(IRQn Type IRQn)

2.3 中断参数初始化函数

void NVIC_ Init(NVIC_ InitTypeDef* NVIC_ InitStruct);

typedef struct
{uint8_ t NVIC_ IRQChannel; //设置中断通道uint8_ t NVIC_ IRQChannelPreemptionPriority;//设置抢占优先级uint8_ t NVIC_ IRQChannelSubPriority; //设置响应优先级FunctionalState NVIC_ IRQChannelCmd; //使能/使能
} NVIC_ InitTypeDef;

实例：
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 = ENABL E;//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

三、NVIC总结

中断优先级设置步骤
第一步：系统运行后先设置中断优先级分组。调用函数:
void NVIC_ PriorityGroupConfig(uint32_ t NVIC_ PriorityGroup);
整个系统执行过程中，只设置一次中断分组。
第二步：针对每个中断，设置对应的抢占优先级和响应优先级
void NVIC Init(NVIC InitTypeDef* NVIC InitStruct);
第三步：如果需要挂起I解挂，查看中断当前激活状态，分别调用相关函数即可。

中断实验