【STM32】NVIC_Init函数内部的优先级计算和写入过程

这篇文章解析STM32 中 NVIC_Init() 函数内部关于中断优先级计算与写入 IP[x] 寄存器的过程。

NVIC_Init 函数内部优先级计算与写入过程详解（STM32F10x）

函数原型：void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct);

结构体如下：

typedef struct
{
  uint8_t NVIC_IRQChannel;                    // 中断编号
  uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  // 抢占优先级
  uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;         // 响应优先级
  FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;         // ENABLE / DISABLE
} NVIC_InitTypeDef;

---

优先级寄存器结构 IP[240]

__IO uint8_t IP[240];  // 每个 IP[x] 对应一个中断

// 每个中断对应一个 8 位优先级寄存器
// 实际只有 `高 4 位有效`
// 低 4 位 `保留未使用`

优先级分组决定位宽分配

由 NVIC_PriorityGroupConfig() 设置 SCB->AIRCR.PRIGROUP[10:8] 位，决定：

Group	抢占位数	响应位数	可用总位数：4
0	0	4
1	1	3
2	2	2	✅ 推荐
3	3	1
4	4	0

源码分析：优先级计算部分

这里是 STM32F10x 标准库 misc.c 中 NVIC_Init() 函数中关于优先级计算的核心代码：

tmppriority = (NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelPreemptionPriority << subprioritybits);
tmppriority |=  NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelSubPriority;

tmppriority = tmppriority << 4;  // 写入 IP 寄存器时须左移4位（高4位有效）
NVIC->IP[NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannel] = tmppriority;

优先级计算流程：（假设当前分组为 Group 2（抢占2位 + 响应2位））

示例：

NVIC_IRQChannel = 37; // USART1
PreemptionPriority = 1; // 抢占优先级
SubPriority = 2;        // 响应优先级

步骤1️⃣：获取响应位宽

subprioritybits = (uint8_t)(0x04 - NVIC_PriorityGroup); // 4 - 2 = 2

步骤2️⃣：合并优先级值

tmppriority = (1 << 2) | 2 = 4 | 2 = 6

步骤3️⃣：左移4位（只使用高4位）
因为 ARM Cortex-M 的 NVIC 只使用每个 IP[x] 的高 4 位作为有效优先级位（低 4 位在早期 Cortex-M3 芯片中无效，保留）

tmppriority = 6 << 4 = 0x60

步骤4️⃣：写入 IP[37]

NVIC->IP[37] = 0x60;

即：IP[37] = 0110 0000
其中：

• 0110（高4位）表示综合优先级（抢占+响应）
• 0000（低4位）保留未用

---

优先级比较机制
最终写入的高 4 位值越小，优先级越高。
优先级比较时：
	先比较抢占优先级（高位）
	抢占相同时，再比较响应优先级（低位）

总结：优先级写入流程图

用户设置：
    抢占优先级 = P
    响应优先级 = S
    分组 = Group_n（n = 0~4）

步骤流程：
1. sub_bits = 4 - Group_n
2. tmp = (P << sub_bits) | S
3. tmp <<= 4
4. IP[IRQn] = tmp

STM32 中 NVIC_Init() 函数通过将抢占优先级与响应优先级合并为一个 4 位值，左移 4 位写入 IP[x] 高位，从而完成中断优先级的配置。其行为受到 PRIGROUP 分组控制，决定了优先级位的分配方式。

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