中断系统

视频选集（11/50）[5-1] EXTI外部中断

1. 中断简介

• 中断：在主程序运行过程中，出现了特定的中断触发条件（中断源），使得CPU暂停当前正在运行的程序，转而去处理中断程序，处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行

• 中断优先级：当有多个中断源同时申请中断时，CPU会根据中断源的轻重缓急进行裁决，优先响应更加紧急的中断源

• 中断嵌套：当一个中断程序正在运行时，又有新的更高优先级的中断源申请中断，CPU再次暂停当前中断程序，转而去处理新的中断程序，处理完成后依次进行返回

  一般中断程序都存放在一个函数里，这个函数不需要被手动调用；中断来临时，硬件会自动调用这个函数

  

2. STM32中断

• 68个可屏蔽中断通道（中断源），包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设

  注1.“68”指的是F1系列中最多的中断数量，对于某一具体型号，可能并不具备这么多中断

• 使用NVIC统一管理中断

• 中断向量表：使程序能够跳到任意位置执行中断处理函数

3. NVIC：嵌套中断向量控制器

3.1 架构

注.一个外设可能同时占用n个中断通道

：NVIC根据优先级，分配中断的先后顺序，通过唯一的输出口向CPU逐个传递需要被处理的中断

3.2 优先级类型

• 抢占优先级：优先级高者，能够打断当前正在处理的任务，实现中断嵌套
• 响应优先级：优先级高者，可以优先排队
• 抢占优先级与响应优先级均相同的中断，按中断向量的中断号排队

【案例】现有三个中断，如下表：

(1)当前，内核正在执行C的中断服务函数

• 若产生A中断，由于A的抢占优先级比C更高：C将被打断（中断嵌套），内核优先执行A，A执行完后再继续执行C
• 若产生B中断，由于B的抢占优先级和C相同：B无法打断C，内核继续执行C，C执行完后再执行B

(2)当前，内核正在执行主函数，B和C中断同时到达。由于二者的抢占优先级相同、B的响应优先级更高：内核优先执行B，B执行完后再执行C

3.3 优先级分组

• NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位决定（所以某种优先级最多有16个等级），这4位可以进行切分，分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级

• n有5个取值(0~4)，对应5种分组方式如下：

  分组方式	抢占优先级	响应优先级
  分组0	0位，取值为0	4位，取值为0~15
  分组1	1位，取值为0~1	3位，取值为0~7
  分组2	2位，取值为0~3	2位，取值为0~3
  分组3	3位，取值为0~7	1位，取值为0~1
  分组4	4位，取值为0~15	0位，取值为0