STM32中的中断处理:理解NVIC、优先级与中断服务程序

云计算瞭望塔 2019-03-28 ⋅ 19 阅读

作为一款嵌入式系统开发主流的微控制器,STM32系列芯片提供了强大的中断处理能力,以满足实时性要求较高的应用场景。本文将介绍STM32中的中断处理机制,包括NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller,嵌套向量中断控制器)的工作原理、优先级设置及中断服务程序的编写方法。

NVIC的工作原理

NVIC是STM32中用于管理中断的核心模块,负责中断请求的优先级分配和响应的处理。NVIC使用优先级和向量表的方式来管理中断。

首先,STM32将所有中断分为16组。每组中断都有一个特定的优先级范围,其中组0具有最高优先级,组15具有最低优先级。对于每个组内部,优先级值越小表示优先级越高。

对于同一个组内的中断,可以通过设置预先定义的优先级值来确定中断的相对优先级。例如,两个中断分别属于组3,若中断A的优先级值为1,中断B的优先级值为2,则中断A的优先级高于中断B。

其次,STM32使用中断向量表来存储每个中断对应的中断服务程序地址。中断向量表是存放在系统内存中的一块连续区域,具体地址由系统初始化时通过程序加载到向量表寄存器(VTOR)中。

当中断发生时,系统会根据中断号找到中断向量表中对应的中断服务程序地址,并跳转到该地址执行中断服务程序。

优先级设置

在STM32中,我们可以通过设置优先级寄存器来为中断分配优先级。优先级寄存器共分为组优先级寄存器和子优先级寄存器两部分。

组优先级寄存器用于设置中断所属的组,并将中断分配到相应的组内部。取决于不同的芯片型号,组优先级寄存器可能有不同的位数。

子优先级寄存器用于设置组内部的中断优先级。通常,子优先级的位数要小于组优先级的位数。此外,子优先级表达的数值越小,代表优先级越高。

在编写代码时,我们可以通过配置组优先级寄存器和子优先级寄存器来设置中断的优先级。优先级设置要根据具体的需求和系统实时性要求来选择合适的数值,以确保系统的稳定性和可靠性。

中断服务程序的编写

中断服务程序是用于响应中断请求的一段代码,通常是一个函数或者一个中断处理函数。在编写中断服务程序时,需要按照一定的规范和要求进行。

首先,中断服务程序要使用特定的函数声明方式进行定义,以便与其他函数区分开来。根据不同的编程环境和编程语言,函数声明方式可能会有所不同。

其次,中断服务程序在执行期间需要满足实时性和响应性的要求。在处理中断的过程中,一般需要采取一些临界区保护策略,以防止中断服务程序被中断打断。这可以通过开启和关闭全局中断或者对共享资源进行互斥保护来实现。

最后,中断服务程序要在适当的时机结束中断服务。对于STM32系列芯片来说,可以通过清除中断标志位或者特定的指令来结束中断服务程序。结束中断服务后,系统将从中断服务程序返回到之前被打断的程序继续执行。

总结

本文介绍了STM32中的中断处理机制,包括NVIC的工作原理、优先级设置及中断服务程序的编写方法。了解和熟悉中断处理对于嵌入式系统开发至关重要,它能够提升系统的实时性和可靠性,更好地满足实际应用的需求。希望本文能够对读者理解STM32中的中断处理提供帮助,为实际应用中的中断处理提供借鉴和参考。


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