STM32 中断应用概览

本章参考资料《 STM32F4xx 中文参考手册》第十章-中断和事件、《ARM Cortex™-
M4F 技术参考手册》 -4.3 章节： NVIC 和 4.4 章节： SCB—4.4.5 的 AIRCR。
STM32 中断非常强大，每个外设都可以产生中断，所以中断的讲解放在哪一个外设里
面去讲都不合适，这里单独抽出一章来做一个总结性的介绍，这样在其他章节涉及到中断
部分的知识我们就不用费很大的篇幅去讲解，只要示意性带过即可。
本章如无特别说明，异常就是中断，中断就是异常，请不要刻意钻牛角尖较劲。

异常类型
F429 在内核水平上搭载了一个异常响应系统， 支持为数众多的系统异常和外部中断。
其中系统异常有 10 个，外部中断有 91 个。除了个别异常的优先级被定死外，其它异常的
优先级都是可编程的。有关具体的系统异常和外部中断可在标准库文件 stm32f4xx.h 这个头
文件查询到，在 IRQn_Type 这个结构体里面包含了 F4 系列全部的异常声明。

NVIC 简介
在讲如何配置中断优先级之前，我们需要先了解下 NVIC。 NVIC 是嵌套向量中断控制
器，控制着整个芯片中断相关的功能，它跟内核紧密耦合，是内核里面的一个外设。但是
各个芯片厂商在设计芯片的时候会对 Cortex-M4 内核里面的 NVIC 进行裁剪，把不需要的
部分去掉，所以说 STM32 的 NVIC 是 Cortex-M4 的 NVIC 的一个子集。

NVIC 寄存器简介
在固件库中， NVIC 的结构体定义可谓是颇有远虑，给每个寄存器都预览了很多位，
恐怕为的是日后扩展功能。不过 STM32F429 可用不了这么多，只是用了部分而已，具体
使用了多少可参考《ARM Cortex™-M4F 技术参考手册》 -4.3.11:NVIC 寄存器映射。

NVIC 中断配置固件库
固件库文件 core_cm4.h 的最后，还提供了 NVIC 的一些函数，这些函数遵循 CMSI 规
则，只要是 Cortex-M4 的处理器都可以使用。

优先级定义
在 NVIC 有一个专门的寄存器：中断优先级寄存器 NVIC_IPRx（在 F429 中， x=0...90）
用来配置外部中断的优先级， IPR 宽度为 8bit，原则上每个外部中断可配置的优先级为
0~255，数值越小，优先级越高。但是绝大多数 CM4 芯片都会精简设计，以致实际上支持
的优先级数减少，在 F429 中，只使用了高 4bit，如下所示：

在配置每个中断的时候一般有 3 个编程要点：
1、 使能外设某个中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。比如串口有发送
完成中断，接收完成中断，这两个中断都由串口控制寄存器的相关中断使能位控制。
2、 初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优
先级，使能中断请求

2） NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来
确定，具体参考表格 16 优先级分组真值表 。
3） NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具
体参考表格 16 优先级分组真值表 。
4） NVIC_IRQChannelCmd：中断使能（ ENABLE）或者失能（ DISABLE） 。操作的
是 NVIC_ISER 和 NVIC_ICER 这两个寄存器。
3、 编写中断服务函数
在启动文件 startup_stm32f429_439xx.s 中我们预先为每个中断都写了一个中断服务函
数，只是这些中断函数都是为空，为的只是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需
要我们重新编写，中断服务函数我们统一写在 stm32f4xx_it.c 这个库文件中。
关于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就
在中断向量表中找不到中断服务函数的入口，直接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，
并且在里面无限循环，实现不了中断。

best practice：

用中断优先级分组0或4最省心，省去一大堆比较，谁小谁优先级高，如果优先级相同看硬件中断编号，小的优先级高。

/*优先级分组为4最好，没有枪占优先级的中断，我实在想不出有什么程序需要这样配置，而且没有抢占优先级，子优先级中断发生时，有其他高优先级中断发生，依旧不能打断低优先级中断的执行，这是致命缺陷，而且后面的操作系统移植上，官方也建议我们分组为4，0-15的抢占优先级，没有子优先级。2017.8.5*/