STM32-中断-NVIC与EXTI

目录

一、中断是什么

二、STM32中断和异常

1、STM32异常类型

三、NVIC（中断控制器）

1、简介

2、NVIC寄存器介绍

1）NVIC-ISER(中断使能寄存器）

2）NVIC-ICER（中断清除寄存器）

3）NVIC-IPR（中断优先级寄存器）

3、中断优先级

1、优先级定义

2、优先级分组 

三、EXTI-外部中断 /事件控制器

1、EXTI介绍

2、EXTI功能框图解析

1）中断线路

 2）事件线路

四、中断/事件线

五、中断服务函数

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一、中断是什么

在生活中会发生这样的一些事情，当我们正在看书的时候，突然电话铃声响起。这个时候你会把书本做个标记然后去接电话，接完电话后，你就会放下电话回去继续看书。

而在我们的单片机中，中断就是在CPU处理事件A时，突然发生事件B，请求CPU处理（中断请求），CPU暂停当前工作（中断响应），转而处理事件B（中断处理），处理完又返回到被打断的地方，继续处理事件A（中断返回）这样一个过程（我们也把中断称作异常）

二、STM32中断和异常

1、STM32异常类型

ARM Cortex_M3内核支持256个中断（16个内核和240个外部）和可以编程的256级中断优先级的设置。但是STM32并没有全部使用ARM Cortex_M3内核，STM32F103在内核上搭载异常（中断）响应系统，支持众多的系统异常和外部中断。系统异常8个，外部中断60个及16级可编程中断优先级。

我们可以在俩个地方找到这些异常清单，一个stm32f10x.h头文件的IRQn_Type这个结构体里找到F103系列的全部异常声明因为异常声明过于繁多这里不再具体列表格了。

或者翻看 STM32F1X手册的第九章节向量表部分https://pan.baidu.com/s/1sk1_DSbL5ZV33I7zqzJEsg 
提取码：pyj1

三、NVIC（中断控制器）

1、简介

NVIC是中断控制器，控制着整个芯片的中断相关的功能，他跟内核紧密联系，是内核里的一个外设。但是芯片厂商会对Cortex-M3内核里的NVIC进行阉割，吧不需要的部分去掉。

2、NVIC寄存器介绍

 这些都是NVIC的寄存器，但是我们在配置中断的时候一般用不到这么多，所以我们只介绍我们用的到的，其他的可以用看Cortex-M3内核编程手册的4.3节NVIC的寄存器，手册链接我放这了，链接：https://pan.baidu.com/s/1rAZWKWpzWYiZckFPwDfm2Q 
提取码：pyj1

那些是我们需要了解的寄存器呢我们可以看下NVIC初始化函数

 可以看到我们需要了解到的就NVIC中断使能/清除寄存器和中断优先级寄存器

1）NVIC-ISER(中断使能寄存器）

用来使能NVIC中断

2）NVIC-ICER（中断清除寄存器）

用来清除NVIC中断

3）NVIC-IPR（中断优先级寄存器）

配置中断优先级组别

3、中断优先级

1、优先级定义

接着上面NVIC-IPR寄存器说，这个寄存器是用来配置中断优先级的，原则上每个外部中断可配置的优先级为0~255，但是绝大多数M3内核的芯片都会阉割一些，以实际上的支持优先级数量为准，在本片文章介绍的F103中，就只用了高4位。

Bit7	Bit6	Bit5	Bit4	Bit3	Bit2	Bit1	Bit0
表达优先级				保留读取为0

用于表达其优先级的4位 又被分成了抢占优先级和子优先级俩组。如果有多个中断响应，抢占优先级高就会优先执行，如果抢占优先级相同就会比较子优先级。如果都相同的话就会比较他们在硬件中的中断编码就这玩意。

2、优先级分组 

优先级的分组由内核外设SCB-AIRCR（应用中断和复位控制寄存器）的第PRIGROUP（[10:8]）位来设定。对了这是STM32的内核手册上的4.4.5节手册链接我放这了，链接：https://pan.baidu.com/s/1rAZWKWpzWYiZckFPwDfm2Q 
提取码：pyj1

 它说的135页的那张图我也放这里，也可以看我画的图，更好理解点。

这里我在给张真值表，我们后面配置NVIC的抢占优先级和子优先级的比例的时候就用这张表里的值

优先级分组	主优先级	子优先级	描述
NVIC_PriorityGroup_0	0	0~15	主-0Bit；子-4Bit
NVIC_PriorityGroup_1	0~1	0~7	主-1Bit；子-3Bit
NVIC_PriorityGroup_2	0~3	0~3	主-2Bit；子-2Bit
NVIC_PriorityGroup_3	0~7	0~1	主-3Bit；子-1Bit
NVIC_PriorityGroup_4	0~15	0	主-4Bit；子-0Bit

在介绍NVIC的时候其实初始化就介绍的差不多了，优先级分组、抢占优先级、子优先级、使能NVIC、还有一个设置中断源，在这里就介绍了。

NVIC_IROChannel:用来设置中断源，不同的中断，中断源不一样，并且不能出错，因为写错了程序不会报错，只是不会响应中断。具体成员配置可以看手册的中断向量表，或者在stm32f10x.h里查看IRQn_Type结构体的定义。

三、EXTI-外部中断 /事件控制器

1、EXTI介绍

EXTI（External interrupt /event controller）外部中断 /事件控制器，管理20个中断/事件线。EXTI可以实现对每个中断/事件线进行单独的配置，可以单独配置为中断或者是事件，以及触发事件的属性。

2、EXTI功能框图解析

上面介绍说了EXTI可以单独配置为中断或者事件，下面我们介绍功能框图就从这中断和事件走向为主线来介绍。

1）中断线路

I、 中断/事件输入线

EXTI有19个中断/事件输入线，这些输入线可以通过寄存器设置成任意一个GPIO，也可以是一些外设的事件，如定时器向上、向下或者中间技术完成一次就会发送中断请求，这部分内容在讲完框图后在详细介绍。

II、边沿检测电路

它会根据上EXTI-RTSR（上升沿触发寄存器）和EXTI-FTSR（下降沿触发寄存器）对应位来设置什么信号触发，以输入线为信号来源，如果检测到信号有跳变就输出给后面的电路作为信号来源，反之则输出无效信号。可以设置成只有上升沿或者下降沿；上升下降沿都触发也行。

 III、或门电路

它有俩个信号来源一个是上一个边沿检测电路，还有一个就是EXTI-SWIER（软件中断/事件寄存器），EXTI-SWIER允许我们通过程序来启动中断/事件线。这俩个随便一个有有效信号都形。

IV、与门电路

它有俩个输入，一个来自上一个或门电路，另一个来自EXTI-IMR（中断屏蔽寄存器）。与门电路导致只要EXTI-IMR寄存器设置成0时，那么不管上个或门电路的信号是否有效，最终输出都不会有效，如果设置成1，那么最终的输出将由上个或门电路绝对。

我们可以控制EXTI-IMR来实现是否产生中断的目的。那么我们输出的信号会被保存到EXTI-PR（请求挂起寄存器）中，如果确定产生中断就把对应的EXTI-PR设置1。

V、NVIC

就是我们上面的NVIC实现系统中断/事件控制。

 2）事件线路

I、与门电路

之前的电路都是共用的就不再说了，到这它的信号来源一个是前面的或门电路，另一个是EXTI-EMR（事件屏蔽寄存器）这个和上面中断路线的与门电路非常相似，只要EXTI-EMR设置成0，那么输出都是无效的，只有EXTI-EMR设置成1，那么我们的输出才是前面的或门电路，这样我们就可以通过控制EXTI-EMR来实现是否产生事件的目的。

II、脉冲发生器

当它的输入端（与门电路）有效时，那么它就会产生一个脉冲信号，就是线路的最终信号，这个脉冲信号可以给外设电路使用，比如前面谈到的定时器（TIM）或者ADC（模拟数字转换器）等。

四、中断/事件线

STM32中，每个GPIO都可以触发一个外部中断，GPIO的中断是以组为单位的，同组之间的外部中断同一时间只能使用一个。例如PA0、PB0、PC0、PD0、PE0、PF0、PG0、为一组，如果使用PA0为外部中断的话，那么其他的就不能在使用。这种情况下只能使用PB1、PC2等末端序号不同的外部中断源了，下面是外部中断GPIO映像。

 每一组使用一个中断标志位EXTIx，EXTI0~EXTI4这5个都有单独的中断服务函数，但EXTI5~9共用一个EXTI10~15共用一个。

另外四个EXTI线的连接方式如下：

● EXTI线16连接到PVD输出

● EXTI线17连接到RTC闹钟事件

● EXTI线18连接到USB唤醒事件

● EXTI线19连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品)

五、中断服务函数

中断服务函数，在启动文件startup_stm32f10x_ld.s中，这些函数都是空的，为的只是初始化中断向量表。实际的函数需要我们重新编写，写的话只需要编写用到的服务函数。

注意：中断服务函数必须与启动文件里预先设置的一样，写错的话系统会找不到函数的入口，之间跳到启动文件里的那个去，但启动文件里的是空的，导致在里面无限循环，无法实现我们需要的功能。

 可以看到我们熟悉的EXTI0的中断服务函数就可以在这里找到。

到这里STM32的中断介绍差不多全介绍到了，关注后面更新使用中断来实现写简单的功能帮助理解中断，后面还会更新STM32的所有特色外设