STM32外部中断和NVIC嵌套中断向量控制器

目录

背景

外部中断/事件控制器(EXTI)

主要特性

功能说明

外部中断线

嵌套向量中断控制器

特性

‌中断线（Interrupt Line）

中断线的定义和作用

STM32中断线的分类和数量

优先级分组

抢占优先级（Preemption Priority）

子优先级（Sub-Priority）

外部中断的配置

第一步、使能GPIO组和AFIO时钟的外设

第二步、配置外部中断线路

第三步、配置EXTI‌

第四步、配置NVIC‌

‌第五步、编写中断服务函数‌

程序实例

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背景

单片机开发过程中经常要用到外部中断（端口为双边沿触发、上升沿、下降沿触发）。

在配置中断的过程中，又需要涉及到中断优先级的配置，中断优先级配置就要NVIC来设置。

外部中断/事件控制器(EXTI) 对于互联型产品，外部中断 / 事件控制器由 20 个产生事件 / 中断请求的边沿检测器组成，对于其它 产品，则有 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输入类型 ( 脉冲 或挂起 ) 和对应的触发事件 ( 上升沿或下降沿或者双边沿都触发 ) 。每个输入线都可以独立地被屏 蔽。挂起寄存器保持着状态线的中断请求。 主要特性 EXTI 控制器的主要特性如下： ● 每个中断 / 事件都有独立的触发和屏蔽 ● 每个中断线都有专用的状态位 ● 支持多达 20 个软件的中断 / 事件请求 ● 检测脉冲宽度低于 APB2 时钟宽度的外部信号。 功能说明 要产生中断，必须先配置好并使能中断线。根据需要的边沿检测设置 2 个触发寄存器，同时在中 断屏蔽寄存器的相应位写 ’1’ 允许中断请求。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个 中断请求，对应的挂起位也随之被置 ’1’ 。在挂起寄存器的对应位写 ’1’ ，将清除该中断请求。 如果需要产生事件，必须先配置好并使能事件线。根据需要的边沿检测通过设置 2 个触发寄存 器，同时在事件屏蔽寄存器的相应位写 ’1’ 允许事件请求。当事件线上发生了需要的边沿时，将 产生一个事件请求脉冲，对应的挂起位不被置 ’1’ 。 通过在软件中断 / 事件寄存器写 ’1’ ，也可以通过软件产生中断 / 事件请求。 外部中断线 事件与中断的区别 嵌套向量中断控制器 特性 ● 68 个可屏蔽中断通道 ( 不包含 16 个 Cortex™-M3 的中断线 ) ； ● 16 个可编程的优先等级 ( 使用了 4 位中断优先级 ) ；

‌中断线（Interrupt Line）

‌是指用于触发中断请求的信号线。在STM32微控制器中，中断线是连接外设和中断控制器的重要部分，用于检测外设事件的发生并触发中断请求。

中断线的定义和作用

中断线是STM32微控制器中用于检测外部或内部事件（如定时器溢出、按键输入、串口数据到达等）的信号线。当这些事件发生时，中断线会向中断控制器发送中断请求，中断控制器根据优先级管理机制决定是否响应该请求。如果响应，则会暂停当前执行的程序，转而执行相应的中断服务程序（ISR），处理完中断后再返回到原来的程序继续执行‌12。

STM32中断线的分类和数量

STM32的中断线可以分为内核中断和外部中断。以STM32F103C8T6为例，它支持70个中断，其中包括10个内核中断和60个外部中断。外部中断涵盖了EXTI（外部中断/事件控制器）、TIM（定时器）、ADC（模拟数字转换器）、I2C、SPI等外设‌。

NVIC把外部的中断信号关联到内核中，将各种中断进行分门别类，按前后顺序发送给内核。 嵌套中断向量控制器中的嵌套，表示中断也可以被其他更高优先级的中断事件中断 这就涉及到中断分组的概念 优先级分组 抢占优先级（Preemption Priority）

用于决定当多个中断同时发生时，哪个中断的处理器会被首先服务。抢占优先级高的中断会抢占正在执行的低优先级中断。

子优先级（Sub-Priority）

在两个或多个中断具有相同抢占优先级时，子优先级决定了哪个中断被首先服务。如果两个中断具有相同的抢占优先级，则子优先级较低的中断会先被服务。

抢占优先级和子优先级的设置值越低优先级越高 如果中断优先级完全相同，同时触发的话，查看谁在中断列表前面可知谁先执行 外部中断的配置

配置STM32的中断线通常包括以下几个步骤：

第一步、使能GPIO组和AFIO时钟的外设

需要通过设置AFIO寄存器来配置外部中断的输入模式。

第二步、配置外部中断线路

首先需要配置触发中断的外设，如GPIO、定时器、ADC等。

第三步、配置EXTI‌

设置外部中断的具体参数，如触发条件等。

第四步、配置NVIC‌

通过NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）设置中断的优先级和分组。

‌第五步、编写中断服务函数‌

根据不同的中断源编写相应的中断服务函数。例如，对于EXTI4的中断服务函数命名为EXTI4_IRQHandler，对于EXTI9_5的中断服务函数命名为EXTI9_5_IRQHandler‌ 通过以上步骤，可以有效地配置和使用STM32的中断线，实现高效的中断处理和系统响应。

程序实例 void NVIC_Configuration(void){ //嵌套中断向量控制器 的设置 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级 } void PORTA6_EXITI_INIT (void){ //按键中断初始化 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct; //定义结构体变量 EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE); //启动GPIO时钟 （需要与复用时钟一同启动） RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);//配置端口中断需要启用复用时钟 //第1个中断 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource4); //定义 GPIO 中断 EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line4; //定义中断线 EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE; //中断使能 EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt; //中断模式为 中断 EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发 EXTI_Init(& EXTI_InitStruct); NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI4_IRQn; //中断线 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE; //使能中断 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=2; //抢占优先级 2 NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=2; //子优先级 2 NVIC_Init(& NVIC_InitStruct); } void EXTI4_IRQHandler(void){ if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)!=RESET){//判断某个线上的中断是否发生 //---中断处理部分 --- EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4); //清除 LINE 上的中断标志位 } }