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  • STM32的中断处理

    2020-08-02 18:25:37
    STM32最多有32个中断源,大体上可分为两类,外部中断源与内部中断源(引起ARM芯片执行指令/内部功能模块),其中断优先级别可分为FIQ(快速中断请求)、向量IRQ、非向量IRQ,其级别依次递减. Cortex内核具有强大异常...

    1.STM32的中断和异常

    STM32最多有32个中断源,大体上可分为两类,外部中断源与内部中断源(引起ARM芯片执行指令/内部功能模块),其中断优先级别可分为FIQ(快速中断请求)、向量IRQ、非向量IRQ,其级别依次递减.
    Cortex内核具有强大的异常响应系统,它把能够打断当前代码执行流程的事件分为异常和中断,并将其用一个表管理,编号为0-15的称为内核异常,而16以上的则称为外部中断,这个表即为中断向量表。
    中断向量表
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
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    上述表可以从启动文件startup_stm32f10x_hd.s中查找,在启动文件中,已经有相应芯片可用的全部中断向量,而且在编写中断服务函数时,需要从启动文件中定义的中断向量表查找中断服务函数名。

    2.NVIC中断控制器

    因STM32有很多的中断,故配置起来并不容易,因此便需要一个强大而方便的中断控制器NVIC(Nested Veectored Interrupt Controller ),且其属于Cortex内核的器件。
    嵌套向量中断控制器NVIC相关的中断管理工作主要有开放中断、关闭中断设置中断请求标志、读中断请求标志、清除中断请求标志和配置中断优先级等。

    对于中断的配置,最重要即为配置其优先级,但STM32的同一个中断向量需要设置两个优先级,抢占优先级和响应优先级
    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其优先级别越高。
    抢占,是指打断其它中断的属性,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A)。
    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,如果两个中断同时达到,则先处理响应优先级高的中断。
    例如,现有三个中断向量
    在这里插入图片描述
    如内核正在执行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中断时同时到达的,内核就会首先响应 优先级别更高的B中断。
    NVIC的优先级组
    在配置优先级的时候,还要注意中断种类的数量。NVIC只可以配置16种中断向量的优先级,即为,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,由5组分配方式。
    在这里插入图片描述
    注意:一个工程文件中NVIC的优先级组只需设置一次即可。
    NVIC的优先级分组,只是为以后的中断程序设置了一个规则,例如,设置第1组,则表示,抢占优先级只能是0级或1级,响应优先级为0~7级。即,配置中断的优先级时,只能在这个范围中取值。

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  • ARM CortexM3内核支持256个中断,包括16个内核中断和240个外设中断,拥有256个中断优先级别。 STM32中断通道可能会由多个中断源共用。这就意味着,某一个中断服务函数也可能被多个中断源所共用。所以,在中断服务...

    一、STM32的中断系统

    理解中断、中断源中断向量、中断优先级、中断服务函数…等基础概念。

    ARM Cortex M3内核支持256个中断,包括16个内核中断和240个外设中断,拥有256个中断优先级别。

    STM32的中断通道可能会由多个中断源共用。这就意味着,某一个中断服务函数也可能被多个中断源所共用。所以,在中断服务函数的入口处,需要有一个判断机制,用以辨别是那个中断触发了中断。

    STM32微处理器的内核中有一个NVIC(嵌套向量中断控制器)的设备,它对中断进行统一的协调和控制,其中最主要的工作就是控制中断通道的使能和确定中断的优先级。

    STM32中有2个优先级的概念:抢占优先级响应优先级,每个中断都需要指定这两种优先级。

    如果两个抢占优先级相同的中断同时到达,NVIC会根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个。如果两个同时到达的中断的抢占优先级和响应优先级都相等,则根据中断的自然排位顺序来决定响应哪

    个。

    二、STM32的外部中断

    外部中断EXTI是STM32微处理器实时处理外部事件的一种机制,由于中断请求主要来自GPIO端口的引脚,所以称为外部中断。

    STM32F013微处理器有19个能产生事件/中断请求的边沿检测器,每个输入线可以独立地配置成输入类型(脉冲或挂起)和对应的触发事件(上升沿、下降沿或双边沿触发),也可以独立地屏蔽。

    EXTI0~EXTI15:GPIO端口引脚。

    EXTI16:PVD输出,可编程电压监测。

    EXTI17:RTC闹钟。

    EXTI18:USB唤醒。

    三、外部中断的程序设计思路

    传统STM32外部中断设计步骤:

    【1】将GPIO初始化为输入端口。

    【2】配置相关I/O引脚与中断线的映射关系。

    【3】设置该I/O引脚对应的中断触发条件。

    【4】配置NVIC,并使能中断。

    【5】编写中断服务函数。

    基于STM32CubeMX的外部中断设计步骤:

    【1】在STM32CubeMX中指定引脚,配置中断初始化参数。

    选择GPIO引脚的功能,设置中断信号触发条件,使能NVIC对应的中断通道。

    【2】重写该I/O引脚对应的中断回调函数。

    四、外部中断初始化函数剖析

    //外部中断初始化相关的操作在gpio.c文件中的MX_GPIO_Init()函数完成。
    void MX_GPIO_Init(void)
    {
        /*=====================
            此处省略无关代码。
        ======================*/
      /* EXTI interrupt init 外部中断初始化*/
      HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 0, 0);        //设置EXIT9~EXIT5中断的优先级
      HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);                //使能EXIT9~EXIT5中断通道
    
      HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 0, 0);
      HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
    }

    五、外部中断服务函数的编写

    参考网址:https://www.xmf393.com/2020/02/16/2020021604/

     

     

     

     

     

     

     

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  • 注:规定每一个中断源有一个优先级别,根据其轻重缓急排队,优先处理最紧急事件中断请求源,即优先级别最高中断请求。 2.中断嵌套:在处理一个中断源时,发生另一个中断级别更高事件,则优先处理中断级别高...

    定时器与中断系统理论知识

    一.中断系统:
    1.定义(流程):中央处理机COU正在处理事件A发生紧急事件B,停止处理A去处理B,B完成后继续处理A。(请示CPU中断的请求源称为中断源)
    注:规定每一个中断源有一个优先级别,根据其轻重缓急排队,优先处理最紧急事件的中断请求源,即优先级别最高的中断请求。
    2.中断嵌套:在处理一个中断源时,发生另一个中断级别更高事件,则优先处理中断级别高的事件,完成后再处理中断级别低的事件。(称为多级中断系统,无中断嵌套的称为单级中断系统)
    注:89C51/52的中断系统有5个中断源,2个优先级,可实现二级中断嵌套。
    3.
    在这里插入图片描述
    a.(P3.2)可由IT0(TCON.0)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2引脚上出现有效的中断信号时,中断标志IE0(TCON.1)置1,向CPU申请中断。
    b.(P3.3)可由IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时,中断标志IE1(TCON.3)置1,向CPU申请中断。
    c.TF0(TCON.5),片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。当定时/计数器T0发生溢出时,置位TF0,并向CPU申请中断。
    d.TF1(TCON.7),片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。当定时/计数器T1发生溢出时,置位TF1,并向CPU申请中断。
    e.RI(SCON.0)或TI(SCON.1),串行口中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI,向CPU申请中断。

    二.定时器:
    1.定时器在电源内部,属于内部设备;
    2.作用:可用于计时系统(实现软件计时);
    替代较长时间的delay,提高CPU运行效率;
    3.工作:根据输出信号,每隔一段时间,计数单元数值增加一,当计数单元数值增加到设定的时间时,计数单元向中断系统发出中断申请,程序跳转到中断函数。
    在这里插入图片描述
    (1部分提供时钟,2部分计数系统,3部分为中断系统)
    三.定时器和中断系统工作流程:
    在这里插入图片描述
    四.寄存器(相当于一个操作按钮):
    单片机通过配置寄存器来控制内部线路的连接,通过内部线路的不同连接方式来使不同电路完成不同功能。
    详细内容:http://www.stcmcudata.com/datasheet/stc/STC-AD-PDF/STC89C51RC-RD.pdf

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  • 关于中断源的中断优先级关系,可以归纳为下面两条基本原则: (1)低优先可被高优先级中断,高优先级不能被低优先级中断。 (2)任何一种中断(不管是高级还是低级)一旦得到响应,不会再被它同等级的中断源所中断 ...


    一、中断的分类:

       全局中断就是在运行程序的任何一部分都可以立即执行中断服务,如果是在程序的中断才添加开放中断指令就是说有条件满足中断的时候,也只能在执行允许中断的指令后才执行中断服务。

      外部中断是可以屏蔽的中断,也就是说,利用中断控制器可以屏蔽这些外部设备 的中断请求。
      内部中断是指因硬件出错(如突然掉电、奇偶校验错等)或运算出错(除数为零、运算 溢出、单步中断等)所引起的中断。

    STM32F10的每个IO口都可以设为外部中断,最多可设19个,16+3=19

    在设计硬件的时候要注意,不要将外部中断连接到PA[1]、PB1]、PC[1]等,这样的话处理器只能选择一个作为中断源。

    另外: 

            EXTI线16连接到PVD输出

            EXTI线17连接到RTC闹钟事件

            EXTI线18连接到USB唤醒事件

            EXTI线19连接到以太网唤醒事件


    二、中断优先级

    关于中断源的中断优先级关系,可以归纳为下面两条基本原则:

    (1)低优先可被高优先级中断,高优先级不能被低优先级中断。

    (2)任何一种中断(不管是高级还是低级)一旦得到响应,不会再被它同等级的中断源所中断

    STM32中把中断是按组别来配置优先级的,每个中断优先级组别包括有: 抢断式优先级、响应式优先级其中前者是对抢占优先级的级别划分,后者是相同抢占优先级的优先级别的划分。
    比如:
    中断A抢占优先级比B高,那么A的中断可以在B里面触发,忽略响应优先级;
    A和B抢占优先级相同,则A、B的响应优先级决定谁先响应;


    我们先来看ST公司的一张图:


                  按照NVIC_PriorityGroup_0这么分,就分为了1个抢占(优先)级,每个抢占(优先)级下只有16个副优先级:0-15

                  按照NVIC_PriorityGroup_1这么分,就分为了2个抢占(优先)级,每个抢占(优先)级下只有8个副优先级:0-7;

                  按照NVIC_PriorityGroup_2这么分,就分为了4个抢占(优先)级,每个抢占(优先)级下只有4个副优先级:0-3;

                  按照NVIC_PriorityGroup_3这么分,就分为了8个抢占(优先)级,每个抢占(优先)级下只有2个副优先级:0-1;

                      按照NVIC_PriorityGroup_4这么分,就分为了16个抢占(优先)级,每个抢占(优先)级下只有1个副优先级:0;

    结合相关程序来学习一下

            /* Enable the USART1 Interrupt */配置串口中断的驱动部分
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;   
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//抢断式优先级为0,
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2; 同抢断式优先级下的响应式优先级不能互相打断
            NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 
            NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 

           

    1. /* SPI1-------------------------------------------------------------------- */  
    2.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = SPI1_IRQChannel;  
    3.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;  
    4.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  
    5.     NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  
    6.     NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
          EXTI0_IRQChannel  是0级组>  SPI的3级组高优先级组的人,可以打断低阶级的正在做事的人(嵌套),所以当SPI正在工作时,  EXTI0可以打断他进入 EXTI0中断;

    在库文件misc.h当中可以看到每个中断优先级的配置

    同时利用两个串口工作时,不想被互相打断的话,可以把它们的抢占式优先级设为相同,它们之间就不互相影响了,别的亦是同理。


    展开全文
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