stm32 NVIC中斷管理實現(xiàn)
cortex-m3支持256個中端，其中包含了16個內(nèi)核中斷，240個外部中斷。stm32只有84個中斷，包括16個內(nèi)核中斷和68個可屏蔽中斷。stm32f103上只有60個中斷，f107上才有68個中斷。
中斷是stm32很基礎(chǔ)的一個功能，學(xué)會使用中斷，才可以更好的使用其他的外設(shè)。理解stm32的中斷，必須要先從stm32的中斷優(yōu)先級分組是怎么回事。要理解優(yōu)先級分組，就要先理解什么是先占優(yōu)先級，和次占優(yōu)先級。
先占優(yōu)先級的概念等同于51單片機中的中斷。假設(shè)有兩中斷先后觸發(fā)，已經(jīng)在執(zhí)行的中斷先占優(yōu)先級如果沒有后觸發(fā)的中斷 先占優(yōu)先級更高，就會先處理先占優(yōu)先級高的中斷。也就是說又有較高的先占優(yōu)先級的中斷可以打斷先占優(yōu)先級較低的中斷。這是實現(xiàn)中斷嵌套的基礎(chǔ)。
次占優(yōu)先級只在同一先占優(yōu)先級的中斷同時觸發(fā)時起作用，先占優(yōu)先級相同，則優(yōu)先執(zhí)行次占優(yōu)先級較高的中斷。次占優(yōu)先級不會造成中斷嵌套。 如果中斷的兩個優(yōu)先級都一致，則優(yōu)先執(zhí)行位于中斷向量表中位置較高的中斷。
還需要注意的一點是 這里的中斷優(yōu)先級 高是指 是指是否更接近0級，0級優(yōu)先級是最高的。
那么最低的優(yōu)先級可以是多少?這就涉及了優(yōu)先級分組的概念。 stm32 通過一個中斷向量控制器(NVIC)，來分配先占優(yōu)先級和次占優(yōu)先級的數(shù)量。
arm cortex-m3 內(nèi)核中擁有一個3位寬度的的PRIGROUP數(shù)據(jù)區(qū)，用來指示一個8位數(shù)據(jù)序列中的小數(shù)點的位置從而表示中斷優(yōu)先級的分組。
舉個例子可以更好的理解： 如果PRIGROUP 數(shù)據(jù)位000 即為0 說明8位數(shù)據(jù)序列中小數(shù)位置在第1位的左邊 為xxxxxxx.y 用于表示中斷優(yōu)先級的分組的含義就是 用7位的數(shù)據(jù)寬度來表示 先占優(yōu)先級的數(shù)量 即為128 用1位的數(shù)據(jù)寬度來表示 次占優(yōu)先級數(shù)量 即為 2
所以arm cortex-m3中有2的三次方 即為8個優(yōu)先級分組 。
但是stm32中只有5個優(yōu)先級分組，表示方法略有不同，參照下表：
MDK中定義的中斷相關(guān)的寄存器結(jié)構(gòu)體為：
typedef struct
{
vu32 ISER[2];
u32 RESERVED0[30];
vu32 ICER[2];
u32 RSERVED1[30];
vu32 ISPR[2];
u32 RESERVED2[30];
vu32 ICPR[2];
u32 RESERVED3[30];
vu32 IABR[2];
u32 RESERVED4[62];
vu32 IPR[15];
} NVIC_TypeDef;
ISER[2]:中斷使能寄存器組
stm32可屏蔽中斷共有60個，這里用了兩個32位的寄存器，可以表示64個中斷。stm32只用了前60位。 若要使能某個中斷，則必須設(shè)置相應(yīng)的ISER位為1。
具體每一位對應(yīng)的中斷關(guān)系如下：(參見 MDK下的 stm32f10x_nvic.h)
#define WWDG_IRQChannel ((u8)0x00) /* Window WatchDog Interrupt */
#define PVD_IRQChannel ((u8)0x01) /* PVD through EXTI Line detection Interrupt */
#define TAMPER_IRQChannel ((u8)0x02) /* Tamper Interrupt */
#define RTC_IRQChannel ((u8)0x03) /* RTC global Interrupt */
#define FLASH_IRQChannel ((u8)0x04) /* FLASH global Interrupt */
#define RCC_IRQChannel ((u8)0x05) /* RCC global Interrupt */
#define EXTI0_IRQChannel ((u8)0x06) /* EXTI Line0 Interrupt */
#define EXTI1_IRQChannel ((u8)0x07) /* EXTI Line1 Interrupt */
#define EXTI2_IRQChannel ((u8)0x08) /* EXTI Line2 Interrupt */
#define EXTI3_IRQChannel ((u8)0x09) /* EXTI Line3 Interrupt */
#define EXTI4_IRQChannel ((u8)0x0A) /* EXTI Line4 Interrupt */
#define DMA1_Channel1_IRQChannel ((u8)0x0B) /* DMA1 Channel 1 global Interrupt */
#define DMA1_Channel2_IRQChannel ((u8)0x0C) /* DMA1 Channel 2 global Interrupt */
#define DMA1_Channel3_IRQChannel ((u8)0x0D) /* DMA1 Channel 3 global Interrupt */
#define DMA1_Channel4_IRQChannel ((u8)0x0E) /* DMA1 Channel 4 global Interrupt */
#define DMA1_Channel5_IRQChannel ((u8)0x0F) /* DMA1 Channel 5 global Interrupt */
#define DMA1_Channel6_IRQChannel ((u8)0x10) /* DMA1 Channel 6 global Interrupt */
#define DMA1_Channel7_IRQChannel ((u8)0x11) /* DMA1 Channel 7 global Interrupt */
#define ADC1_2_IRQChannel ((u8)0x12) /* ADC1 et ADC2 global Interrupt */
#define USB_HP_CAN_TX_IRQChannel ((u8)0x13) /* USB High Priority or CAN TX Interrupts */
#define USB_LP_CAN_RX0_IRQChannel ((u8)0x14) /* USB Low Priority or CAN RX0 Interrupts */
#define CAN_RX1_IRQChannel ((u8)0x15) /* CAN RX1 Interrupt */
#define CAN_SCE_IRQChannel ((u8)0x16) /* CAN SCE Interrupt */
#define EXTI9_5_IRQChannel ((u8)0x17) /* External Line[9:5] Interrupts */
#define TIM1_BRK_IRQChannel ((u8)0x18) /* TIM1 Break Interrupt */
#define TIM1_UP_IRQChannel ((u8)0x19) /* TIM1 Update Interrupt */
#define TIM1_TRG_COM_IRQChannel ((u8)0x1A) /* TIM1 Trigger and Commutation Interrupt */
#define TIM1_CC_IRQChannel ((u8)0x1B) /* TIM1 Capture Compare Interrupt */
#define TIM2_IRQChannel ((u8)0x1C) /* TIM2 global Interrupt */
#define TIM3_IRQChannel ((u8)0x1D) /* TIM3 global Interrupt */
#define TIM4_IRQChannel ((u8)0x1E) /* TIM4 global Interrupt */
#define I2C1_EV_IRQChannel ((u8)0x1F) /* I2C1 Event Interrupt */
#define I2C1_ER_IRQChannel ((u8)0x20) /* I2C1 Error Interrupt */
#define I2C2_EV_IRQChannel ((u8)0x21) /* I2C2 Event Interrupt */
#define I2C2_ER_IRQChannel ((u8)0x22) /* I2C2 Error Interrupt */
#define SPI1_IRQChannel ((u8)0x23) /* SPI1 global Interrupt */[!--empirenews.page--]
#define SPI2_IRQChannel ((u8)0x24) /* SPI2 global Interrupt */
#define USART1_IRQChannel ((u8)0x25) /* USART1 global Interrupt */
#define USART2_IRQChannel ((u8)0x26) /* USART2 global Interrupt */
#define USART3_IRQChannel ((u8)0x27) /* USART3 global Interrupt */
#define EXTI15_10_IRQChannel ((u8)0x28) /* External Line[15:10] Interrupts */
#define RTCAlarm_IRQChannel ((u8)0x29) /* RTC Alarm through EXTI Line Interrupt */
#define USBWakeUp_IRQChannel ((u8)0x2A) /* USB WakeUp from suspend through EXTI Line Interrupt */
#define TIM8_BRK_IRQChannel ((u8)0x2B) /* TIM8 Break Interrupt */
#define TIM8_UP_IRQChannel ((u8)0x2C) /* TIM8 Update Interrupt */
#define TIM8_TRG_COM_IRQChannel ((u8)0x2D) /* TIM8 Trigger and Commutation Interrupt */
#define TIM8_CC_IRQChannel ((u8)0x2E) /* TIM8 Capture Compare Interrupt */
#define ADC3_IRQChannel ((u8)0x2F) /* ADC3 global Interrupt */
#define FSMC_IRQChannel ((u8)0x30) /* FSMC global Interrupt */
#define SDIO_IRQChannel ((u8)0x31) /* SDIO global Interrupt */
#define TIM5_IRQChannel ((u8)0x32) /* TIM5 global Interrupt */
#define SPI3_IRQChannel ((u8)0x33) /* SPI3 global Interrupt */
#define UART4_IRQChannel ((u8)0x34) /* UART4 global Interrupt */
#define UART5_IRQChannel ((u8)0x35) /* UART5 global Interrupt */
#define TIM6_IRQChannel ((u8)0x36) /* TIM6 global Interrupt */
#define TIM7_IRQChannel ((u8)0x37) /* TIM7 global Interrupt */
#define DMA2_Channel1_IRQChannel ((u8)0x38) /* DMA2 Channel 1 global Interrupt */
#define DMA2_Channel2_IRQChannel ((u8)0x39) /* DMA2 Channel 2 global Interrupt */
#define DMA2_Channel3_IRQChannel ((u8)0x3A) /* DMA2 Channel 3 global Interrupt */
#define DMA2_Channel4_5_IRQChannel ((u8)0x3B) /* DMA2 Channel 4 and DMA2 Channel 5 global Interrupt */
系統(tǒng)中斷這里沒有申明，所以導(dǎo)致一些系統(tǒng)中斷無法使用，比如 systick的中斷 這個在 stm32上最方便的定時器Systick[操作寄存器+庫函數(shù)] 已經(jīng)做了分析
ICER[2]:中斷清除寄存器組
結(jié)構(gòu)同ISER[2]，但是作用相反。 中斷的清楚不是通過向ISER[2]中對應(yīng)位寫0實現(xiàn)的，而是在ICER[2]對應(yīng)位寫1清除的。
ISPR[2]:中斷掛起控制寄存器組
每一位對應(yīng)的中斷和ISER是一樣的。通過置1來掛起正在進行的中斷，而執(zhí)行同級或者更高級別的中斷。
ICPR[2]:中斷解掛寄存器組
結(jié)構(gòu)和ISPR[2]相同，作用相反。置1將相應(yīng)中斷解掛。
IABR[2]:中斷激活標(biāo)志位寄存器組
中斷和ISER[2]對應(yīng)，如果為1，則表示該位所對應(yīng)的中斷正在執(zhí)行。這是只讀寄存器，由硬件自動清零。
IPR[15]:中斷優(yōu)先級控制的寄存器組
IPR寄存器組由15個32位寄存器組成。每個可屏蔽的中斷占用8位，這樣可以表示的可屏蔽中斷為 15*4 =60個。而每個可屏蔽中斷占用的8位并沒有全部使用，而是只使用了高4位。這4位又分為搶占優(yōu)先級和子優(yōu)先級。搶占優(yōu)先級在前，子優(yōu)先級在后。而這兩個優(yōu)先級各占幾位又要根據(jù)SCB->AIRCR中中斷分組的設(shè)置來決定。
IPR寄存器描述：
stm32將中斷分為5組，組0~4. 該分組由SCB->AIRCR寄存器的[10:8]三位來定義。具體關(guān)系如下：
組AIRCR[10:8]分配情況分配結(jié)果
0111.xxxx00000位 表示 搶占優(yōu)先級，4位 表示 相應(yīng)優(yōu)先級
1110y.xxx00001位 表示 搶占優(yōu)先級，3位 表示 相應(yīng)優(yōu)先級
2101yy.xx00002為 表示 搶占優(yōu)先級，2位 表示 相應(yīng)優(yōu)先級
3100yyy.x00003位 表示 搶占優(yōu)先級，1位 表示 相應(yīng)優(yōu)先級
4011yyyy.00004位 表示 搶占優(yōu)先級，0位 表示 相應(yīng)優(yōu)先級
中斷管理實現(xiàn)如下：
//設(shè)置向量表偏移地址
//NVIC_VectTab:基址
//Offset:偏移量
void Nvic_SetVectorTable(u32 NVIC_VectTab, u32 Offset)
{
//檢查參數(shù)合法性
assert_param(IS_NVIC_VECTTAB(NVIC_VectTab));
assert_param(IS_NVIC_OFFSET(Offset));
SCB->VTOR = NVIC_VectTab|(Offset & (u32)0x1FFFFF80);//設(shè)置NVIC的向量表偏移寄存器
//用于標(biāo)識向量表是在CODE區(qū)還是在RAM區(qū)
}
//設(shè)置NVIC分組
//NVIC_Group:NVIC分組 0~4 總共5組
void Nvic_PriorityGroupConfig(u8 NVIC_Group)
{
u32 temp,temp1;
//配置向量表
#ifdef VECT_TAB_RAM
Nvic_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
Nvic_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
temp1=(~NVIC_Group)&0x07;//取后三位
temp1<<=8;
temp=SCB->AIRCR; //讀取先前的設(shè)置
temp&=0X0000F8FF; //清空先前分組
temp|=0X05FA0000; //寫入鑰匙
temp|=temp1;
SCB->AIRCR=temp; //設(shè)置分組
}
//設(shè)置NVIC
//NVIC_PreemptionPriority:搶占優(yōu)先級
//NVIC_SubPriority :響應(yīng)優(yōu)先級
//NVIC_Channel :中斷編號
//NVIC_Group :中斷分組 0~4
//注意優(yōu)先級不能超過設(shè)定的組的范圍!否則會有意想不到的錯誤
//組劃分:
//組0:0位搶占優(yōu)先級,4位響應(yīng)優(yōu)先級
//組1:1位搶占優(yōu)先級,3位響應(yīng)優(yōu)先級
//組2:2位搶占優(yōu)先級,2位響應(yīng)優(yōu)先級
//組3:3位搶占優(yōu)先級,1位響應(yīng)優(yōu)先級
//組4:4位搶占優(yōu)先級,0位響應(yīng)優(yōu)先級
//NVIC_SubPriority和NVIC_PreemptionPriority的原則是,數(shù)值越小,越優(yōu)先[!--empirenews.page--]
void Nvic_Init(u8 NVIC_PreemptionPriority,u8 NVIC_SubPriority,u8 NVIC_Channel,u8 NVIC_Group)
{
u32 temp;
u8 IPRADDR=NVIC_Channel/4; //每組只能存4個,得到組地址
u8 IPROFFSET=NVIC_Channel%4;//在組內(nèi)的偏移
IPROFFSET=IPROFFSET*8+4; //得到偏移的確切位置
Nvic_PriorityGroupConfig(NVIC_Group);//設(shè)置分組
temp=NVIC_PreemptionPriority<<(4-NVIC_Group);
temp|=NVIC_SubPriority&(0x0f>>NVIC_Group);
temp&=0xf;//取低四位
if(NVIC_Channel<32)NVIC->ISER[0]|=1
NVIC->IPR[IPRADDR]|=temp<
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