《三》STM32中断以及中断解析

1、什么是中断：

中断是指计算机运行过程中，出现某些意外情况需主机干预时，机器能自动停止正在运行的程序并转入处理新情况的程序，处理完毕后又返回原被暂停的程序继续运行

2、中断功能：

2.1提高计算机系统效率。

计算机系统中处理机的工作速度远高于外围设备的工作速度。通过中断可以协调它们之间的工作。当外围设备需要与处理机交换信息时，由外围设备向处理机发出中断请求，处理机及时响应并作相应处理。不交换信息时，处理机和外围设备处于各自独立的并行工作状态。

2.2维持系统可靠正常工作。

现代计算机中，程序员不能直接干预和操纵机器，必须通过中断系统向操作系统发出请求，由操作系统来实现人为干预。主存储器中往往有多道程序和各自的存储空间。在程序运行过程中，如出现越界访问，有可能引起程序混乱或相互破坏信息。为避免这类事件的发生，由存储管理部件进行监测，一旦发生越界访问，向处理机发出中断请求，处理机立即采取保护措施。

2.3满足实时处理要求。

在实时系统中，各种监测和控制装置随机地向处理机发出中断请求，处理机随时响应并进行处理。

2.4提供故障现场处理手段。

处理机中设有各种故障检测和错误诊断的部件，一旦发现故障或错误，立即发出中断请求，进行故障现场记录和隔离，为进一步处理提供必要的依据。

3、中断过程

①中断源发出中断请求;

②判断当前处理机是否允许中断和该中断源是否被屏蔽;

③优先权排队;

④处理机执行完当前指令或当前指令无法执行完，则立即停止当前程序，保护断点地址和处理机当前状态，转入相应的中断服务程序;

⑤执行中断服务程序;

⑥恢复被保护的状态，执行“中断返回”指令回到被中断的程序或转入其他程序。上述过程中前四项操作是由硬件完成的，后两项是由软件完成的。

4、中断解析：

电脑上的CPU通常做两件事情 :处理中断和处理进程

4.1CPU为什么要有中断？

CPU的处理速度远远快于外设的处理速度。如果CPU要和外设进行通信，CPU可以采用两种方式。

（1）轮训方式，但是这种方式会让CPU的资源无法得到更好地利用，CPU只会干一件事情，也会做很多的无用功（在网上看到一个比较有意思的比喻，比如你在厨房烧开水的时候，采用轮训的方式就好比一直盯着这个水壶，直到它烧开为止，中间会浪费很多的时间）。

（2）中断方式，CPU可以在外设没有准备就绪的时候，可以干别的任务（处理进程，处理中断）。一旦外设准备就绪，外设会给CPU发送一个中断信号，CPU处理完毕，接着执行之前被打断的任务，保证了CPU的资源得到更好的利用。（比如在厨房烧开水的时候，别人来敲门了，你可以去开门，或者去看会电视，等到水壶发出水烧开的声音的时候，再回头去处理它）

4.2 中断的优先级，中断的硬件触发流程

还是拿烧开水为例子，在烧开水的时候，我可以做其他事情，我判断哪个事情比较重要，我就先做哪个。比如我觉得我在水烧开之前能够做两件事情。取快递和看电视，那我觉得取快递比烧开水重要，我就选择先去取快递，之后再回来看电视，最后水烧开了再去厨房处理它。中断优先级就好比这个例子，比较形象。那中断优先级的处理由专门的中断控制器来判断。硬件外设产生硬件的电信号变化，这个电信号首先发送给中断控制器（中断控制器：能够打开、关闭中断，能够指定中断的优先级，还能够判断是否发生），中断控制器判断是否使能，判断优先级，最终决定是否给CPU发送电信号。CPU一旦检测到这个电信号以后，CPU后续就要处理这个中断。