嵌入式系统（六）：STM32中断

一、异常与中断

（1）基本概念

• 所有能打断正常执行流的事件都称为异常
• 异常指在正常执行流程中发生暂时的停止并转向相应的处理，包括ARM内核产生复位，取值或存储器访问失败，遇到未定义指令，执行软件中断，或者出现外部中断等
• 大多数异常都对应一个软件的异常处理程序，也即在异常发生时执行的软件程序

（2）二者的区别

• 中断往往来自于内核的外部，是内核来说一个突发事件，异步事件。
• 异常（系统异常）是由于内核活动产生的，是内核在执行指令或访问存储器时产生的，对CM3核是“同步”的
  

（3）中断与外部中断

• 在内核的层次讨论问题时，“中断”都是内核以外产生的，都叫做“外部中断”；
• 在芯片的级别来说，例如针对STM32芯片，通过EXTI控制的那几个中断（来自引脚、RTC闹钟、USB唤醒、PVD输出），叫做“外部中断”。
• 也就是说，如果和系统异常进行比较，我们都叫外部中断。但是中断之间相互比较的话又有新的层次，片上外设相对于中断引脚反而是比较内部的，
  

（4）异常的优先级

• 有三个异常：复位（-3），NMI（-2）、硬件fault（-1）的优先级是负的，最高的，软件不能编程，比其他任何异常都高
• 其他异常：随着编号的增大而降低，优先级都可以编程
• 可编程的软件优先级权限高于默认硬件优先级（默认优先级即随着编号增大而降低）
• 软件优先级数字越大优先级越低，当两个中断的软件优先级一样时我们才查看他们的硬件优先级。
  
  前三个优先级不可以通过软件来更改，优先级即硬件默认优先级，对于可设置优先级的异常而言，软件设置的优先级会覆盖原来的硬件优先级。注意-3：6是异常，是没有位置的，从中断开始才有位置
  

二、相关设备与中断/异常处理

1：嵌套向量中断控制器(Nested Vectored Interrupt Controller, NVIC)

每个寄存器组有240位(一个寄存器只有32位，但是他们都是寄存器组)，例如：中断使能设置寄存器组，ISER[0]对应中断源0~31，ISER[1]对应中断源32~63，STM32只有60个中断源，所以没有用到ISER[2:7]。定义NVIC_TypeDef的结构体在库文件core_cm3.h文件。

NVIC中的每个寄存器组都有8个寄存器

2：系统控制寄存器（SCB）：中断配置

3：中断和异常处理

STM32芯片的中断和系统异常是分别处理的，其内部处理结构也是分开的：

（1）中断

我们可以通过中断激活位寄存器来知道现在正在执行的中断是哪个

（2）异常

三、STM32中断优先级

如何对系统优先级进行一个设置?

1：中断优先级为何？

也就是说总是先看抢占是优先级，再看响应优先级，如果这两个都相等，就按照硬件优先级（也就是中断表的排位顺序）。

2：中断优先级分组设定

3：NVIC配置过程

（中断初始化结构体）：

4：EXTI（外部中断/事件控制器）

在STM32F103XX处理器中，外部中断/事件控制器由用于产生事件/中断请求的19个边沿检测器组成，其中16个中断通道EXTI0-EXTI15对应GPIOx_Pin0-GPIOx_Pin15，另外3个是EXTI16连接PVD（Programmable Votage Detector 可编程电压监测器，作用是监视供电电压）输出，EXTI17连接到RTC（Real Time Clock，实时时钟）和EXTI18连接到USB唤醒事件。

每根外部中断输入线也均可以被单独屏蔽，并且处理器通过一个挂起寄存器保存中断请求的状态。外部中断/事件控制器EXTI的主要特性如下所示：
（1）每根外部中断/事件输入线上均可独立触发和屏蔽
（2）每根外部中断/事件输入线都具有专门的状态标志位
（3）最多可产生19个软件事件/中断请求
（4）可捕获脉宽频率低于APB时钟的外部信号

上图中看出来好像exit对中断和事件的处理没有差别，其实是有的，主要就是事件最终由硬件自动完成，而中断需要CPU参与处理。


EXIT只是对NVIC提供一个辅助的作用，并不是取代了NVIC。60个中断，EXIT只能管理19个，而且每一个的运行最终也都是要回到NVIC。

EXIT的寄存器：