STM32中断管理函数.docx
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STM32中断管理函数
STM32中断管理函数
CM3核支持256个中断，其中包含了16个核中断和240个外部中断，并且具有256
级的可编程中断设置。
但STM32并没有使用CM3核的全部东西，而是只用了它的一部分。
STM32有76个中断，包括16个核中断和60个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级。
而我们常用的就是这60个可屏蔽中断，所以我们就只针对这60个可屏蔽中断进行介绍。
在MDK，与NVIC相关的寄存器，MDK为其定义了如下的结构体：
typedefstruct
{
vu32ISER[2];
u32RESERVED0[30];
vu32ICER[2];
u32RSERVED1[30];
vu32ISPR[2];
u32RESERVED2[30];
vu32ICPR[2];
u32RESERVED3[30];
vu32IABR[2];
u32RESERVED4[62];
vu32IPR[15];
}NVIC_TypeDef;
STM32的中断在这些寄存器的控制下有序的执行的。
了解这些中断寄存器，你才能方便的
使用STM32的中断。
下面重点介绍这几个寄存器：
ISER[2]：
ISER全称是：
InterruptSet-EnableRegisters，这是一个中断使能寄存器组。
上面
说了STM32的可屏蔽中断只有60个，这里用了2个32位的寄存器，总共可以表示64个中断。
而STM32只用了其中的前60位。
ISER[0]的bit0~bit31分别对应中断0~31。
ISER[1]的bit0~27
对应中断32~59；这样总共60个中断就分别对应上了。
你要使能某个中断，必须设置相应的ISER
位为1，使该中断被使能（这里仅仅是使能，还要配合中断分组、屏蔽、IO口映射等设置才算是
一个完整的中断设置）。
具体每一位对应哪个中断，请参考stm32f10x_nvic..h里面的第36行处。
ICER[2]：
全称是：
InterruptClear-EnableRegisters，是一个中断除能寄存器组。
该寄存器组
与ISER的作用恰好相反，是用来清除某个中断的使能的。
其对应位的功能，也和ICER一样。
这里要专门设置一个ICER来清除中断位，而不是向ISER写0来清除，是因为NVIC的这些寄
存器都是写1有效的，写0是无效的。
具体为什么这么设计，请看《CM3权威指南》第125页，
NVIC概览一章。
ISPR[2]：
全称是：
InterruptSet-PendingRegisters，是一个中断挂起控制寄存器组。
每个位
对应的中断和ISER是一样的。
通过置1，可以将正在进行的中断挂起，而执行同级或更高级别
的中断。
写0是无效的。
ICPR[2]：
全称是：
InterruptClear-PendingRegisters，是一个中断解挂控制寄存器组。
其作
用与ISPR相反，对应位也和ISER是一样的。
通过设置1，可以将挂起的中断接挂。
写0无效。
IABR[2]：
全称是：
ActiveBitRegisters，是一个中断激活标志位寄存器组。
对应位所代表
的中断和ISER一样，如果为1，则表示该位所对应的中断正在被执行。
这是一个只读寄存器，
通过它可以知道当前在执行的中断是哪一个。
在中断执行完了由硬件自动清零。
IPR[15]：
全称是：
InterruptPriorityRegisters，是一个中断优先级控制的寄存器组。
这个寄
存器组相当重要！
STM32的中断分组与这个寄存器组密切相关。
IPR寄存器组由15个32bit的
寄存器组成，每个可屏蔽中断占用8bit，这样总共可以表示15*4=60个可屏蔽中断。
刚好和
STM32的可屏蔽中断数相等。
IPR[0]的[31~24]，[23~16]，[15~8]，[7~0]分别对应中中断3~0，
依次类推，总共对应60个外部中断。
而每个可屏蔽中断占用的8bit并没有全部使用，而是只
用了高4位。
这4位，又分为抢占优先级和子优先级。
抢占优先级在前，子优先级在后。
而这
两个优先级各占几个位又要根据SCB->AIRCR中中断分组的设置来决定。
这里简单介绍一下STM32的中断分组：
STM32将中断分为5个组，组0~4。
该分组的设
置是由SCB->AIRCR寄存器的bit10~8来定义的。
具体的分配关系如下表所示：
通过这个表，我们就可以清楚的看到组0~4对应的配置关系，例如组设置为3，那么此时
所有的60个中断，每个中断的中断优先寄存器的高四位中的最高3位是抢占优先级，低1位是
响应优先级。
每个中断，你可以设置抢占优先级为0~7，响应优先级为1或0。
抢占优先级的
级别高于响应优先级。
而数值越小所代表的优先级就越高。
结合实例说明一下：
假定设置中断优先级组为2，然后设置中断3（RTC中断）的抢占优先级
为3，响应优先级为1。
中断6（外部中断0）的抢占优先级为4，响应优先级为0。
中断7（外
部中断1）的抢占优先级为3，响应优先级为0。
那么这3个中断的优先级顺序为：
中断7>中
断3>中断6。
这里需要注意2点：
如果两个中断的响应优先级和响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行。
高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的。
而抢占优先级相同的
中断，高优先级的响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。
上面例子中的中断3和中断7
都可以打断中断6的中断。
而中断7和中断3却不可以相互打断！
通过以上介绍，我们熟悉了STM32中断设置的大致过程。
接下来我们介绍如何使用函数
实现以上中断设置，使得我们以后的中断设置简单化。
第一个介绍的是NVIC的分组函数MY_NVIC_PriorityGroupConfig，该函数的参数
NVIC_Group为要设置的分组号，可选围为0~4，总共5组。
如果参数非法，将可能导致不
可预料的结果。
MY_NVIC_PriorityGroupConfig函数代码如下：
//设置NVIC分组
//NVIC_Group:
NVIC分组0~4总共5组
voidMY_NVIC_PriorityGroupConfig（u8NVIC_Group）
{
u32temp，temp1;
temp1=（~NVIC_Group）&0x07;//取后三位
temp1<<=8;
temp=SCB->AIRCR;//读取先前的设置
temp&=0X0000F8FF;//清空先前分组
temp|=0X05FA0000;//写入钥匙
temp|=temp1;
SCB->AIRCR=temp;//设置分组
}
通过前面的介绍，我们知道STM32的5个分组是通过设置SCB->AIRCR的BIT[10:
8]来实
现的，而通过2.7.2.1的介绍我们知道SCB->AIRCR的修改需要通过在高16位写入0X05FA这
个密钥才能修改的，故在设置AIRCR之前，应该把密钥加入到要写入的容的高16位，以保
证能正常的写入AIRCR。
在修改AIRCR的时候，我们一般采用读->改->写的步骤，来实现不
改变AIRCR原来的其他设置。
以上就是MY_NVIC_PriorityGroupConfig函数设置中断优先级分
组的思路。
第二个函数是NVIC设置函数MY_NVIC_Init，该函数有4个参数，分别为：
NVIC_PreemptionPriority、NVIC_SubPriority、NVIC_Channel、NVIC_Group。
第一个参数
NVIC_PreemptionPriority为中断抢占优先级数值，第二个参数NVIC_SubPriority为中断子优先
级数值，前两个参数的值必须在规定围，否则也可能产生意想不到的错误。
第三个参数
NVIC_Channel为中断的编号（围为0~59），最后一个参数NVIC_Group为中断分组设置（
围为0~4）。
该函数代码如下：
//设置NVIC
//NVIC_PreemptionPriority:
抢占优先级
//NVIC_SubPriority:
响应优先级
//NVIC_Channel:
中断编号
//NVIC_Group:
中断分组0~4
//注意优先级不能超过设定的组的围!
否则会有意想不到的错误
//组划分:
//组0:
0位抢占优先级，4位响应优先级
//组1:
1位抢占优先级，3位响应优先级
//组2:
2位抢占优先级，2位响应优先级
//组3:
3位抢占优先级，1位响应优先级
//组4:
4位抢占优先级，0位响应优先级
//NVIC_SubPriority和NVIC_PreemptionPriority的原则是，数值越小，越优先
voidMY_NVIC_Init（u8NVIC_PreemptionPriority，u8NVIC_SubPriority，u8NVIC_Channel，
u8NVIC_Group）
{
u32temp;
u8IPRADDR=NVIC_Channel/4;//每组只能存4个，得到组地址
u8IPROFFSET=NVIC_Channel%4;//在组的偏移
IPROFFSET=IPROFFSET*8+4;//得到偏移的确切位置
MY_NVIC_PriorityGroupConfig（NVIC_Group）;//设置分组
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<相反操作就OK）
elseNVIC->ISER[1]|=1<<（NVIC_Channel-32）;
NVIC->IPR[IPRADDR]|=temp<}
通过前面的介绍，我们知道每个可屏蔽中断的优先级的设置是在IPR寄存器组里面的，每
个中断占8位，但只用了其中的4个位，以上代码就是根据中断分组情况，来设置每个中断对
应的高4位的数值的。
当然在该函数里面还引用了MY_NVIC_PriorityGroupConfig这个函数来
设置分组。
其实这个分组函数在每个系统里面只要设置一次就够了，设置多次，则是以最后的
那一次为准。
但是只要多次设置的组号都是一样，就没事。
否则前面设置的中断会因为后面组
的变化优先级会发生改变，这点在使用的时候要特别注意！
一个系统代码里面，所有的中断分
组都要统一！
！
，以上代码对要配置的中断号默认是开启中断的。
也就是ISER中的值设置为1
了。
通过以上两个函数就实现了对NVIC的管理和配置。
但是外部中断的设置，还需要配置相
关寄存器才可以。
下面就介绍外部中断的配置和使用。
STM32的EXTI控制器支持19个外部中断/事件请求。
每个中断设有状态位，每个中断/事
件都有独立的触发和屏蔽设置。
STM32的19个外部中断为：
线0~15：
对应外部IO口的输入中断。
线16：
连接到PVD输出。
线17：
连接到RTC闹钟事件。
线18：
连接到USB唤醒事件。
对于外部中断EXTI控制MDK定义了如下结构体：
typedefstruct
{
vu32IMR;
vu32EMR;
vu32RTSR;
vu32FTSR;
vu32SWIER;
vu32PR;
}EXTI_TypeDef;
通过这些寄存器的设置，就可以对外部中断进行详细设置了。
下面我们就重点介绍这些寄
存器的作用。
IMR：
中断屏蔽寄存器。
这是一个32寄存器。
但是只有前19位有效。
当位x设置为1时，
则开启这个线上的中断，否则关闭该线上的中断。
EMR：
事件屏蔽寄存器，同IMR，只是该寄存器是针对事件的屏蔽和开启。
RTSR：
上升沿触发选择寄存器。
该寄存器同IMR，也是一个32为的寄存器，只有前19
位有效。
位x对应线x上的上升沿触发，如果设置为1，则是允许上升沿触发中断/事件。
否则，
不允许。
FTSR：
下降沿触发选择寄存器。
同PTSR，不过这个寄存器是设置下降沿的。
下降沿和上
升沿可以被同时设置，这样就变成了任意电平触发了。
SWIER：
软件中断事件寄存器。
通过向该寄存器的位x写入1，在未设置IMR和EMR的
时候，将设置PR中相应位挂起。
如果设置了IMR和EMR时将产生一次中断。
被设置的SWIER
位，将会在PR中的对应位清除后清除。
PR：
挂起寄存器。
当外部中断线上发生了选择的边沿事件，该寄存器的对应位会被置为1。
0，表示对应线上没有发生触发请求。
通过向该寄存器的对应位写入1可以清除该位。
在中断服
务函数里面经常会要向该寄存器的对应位写1来清除中断请求。
以上就是与中断相关寄存器的介绍，更详细的介绍，请参考《STM32参考手册》第95页，
8.3节EXTI寄存器描述这一章。
通过以上配置就可以正常设置外部中断了，但是外部IO口的中断，还需要一个寄存器配
置，也就是IO复用里的外部中断配置寄存器EXTICR。
这是因为STM32任何一个IO口都可
以配置成中断输入口，但是IO口的数目远大于中断线数（16个）。
于是STM32就这样设计，
GPIOA~GPIOG的[15:
0]分别对应中断线15~0。
这样每个中断线对应了最多7个IO口，以线0
为例：
它对应了GPIOA.0、PIOB.0、GPIOC.0、GPIOD.0、GPIOE.0、GPIOF.0、GPIOG.0。
而
中断线每次只能连接到1个IO口上，这样就需要EXTICR来决定对应的中断线配置到哪个GPIO
上了。
EXTICR在AFIO的结构体中定义，如下：
typedefstruct
{
vu32EVCR;
vu32MAPR;
vu32EXTICR[4];
}AFIO_TypeDef;
EXTICR寄存器组，总共有4个，因为编译器的寄存器组都是从0开始编号的，所以
EXTICR[0]~EXTICR[3]，对应《STM32参考手册》里的EXTICR1~EXTICR4。
每个EXTICR
只用了其低16位。
EXTICR[0]的分配如下：
比如如我要设置GPIOB.1映射到1，则只要设置EXTICR[0]的bit[7:
4]为0001即可。
默认
都是0000即映射到GPIOA。
从图5.7中可以看出，EXTICR[0]只管了GPIO的0~3端口，相应
的其他端口由EXTICR[1~3]管理。
具体请参考《STM32参考手册》第126~128页。
通过对上面的分析我们就可以完成对外部中断的配置了。
该函数为Ex_NVIC_Config，该
函数有3个参数：
GPIOx为GPIOA~G（0~6），在sys.h里面有定义。
代表要配置的IO口。
BITx
则代表这个IO口的第几位。
TRIM为触发方式，低2位有效（0x01代表下降触发；0x02代表
上升沿触发；0x03代表任意电平触发）。
其代码如下：
//外部中断配置函数
//只针对GPIOA~G;不包括PVD，RTC和USB唤醒这三个
//参数:
GPIOx:
0~6，代表GPIOA~G;BITx:
需要使能的位;TRIM:
触发模式，1，下升沿;2，上
降沿;3，任意电平触发
//该函数一次只能配置1个IO口，多个IO口，需多次调用
//该函数会自动开启对应中断，以及屏蔽线
voidEx_NVIC_Config（u8GPIOx，u8BITx，u8TRIM）
{
u8EXTADDR;
u8EXTOFFSET;
EXTADDR=BITx/4;//得到中断寄存器组的编号
EXTOFFSET=（BITx%4）*4;
RCC->APB2ENR|=0x01;//使能io复用时钟
AFIO->EXTICR[EXTADDR]|=GPIOx<//自动设置
EXTI->IMR|=1<EXTI->EMR|=1<if（TRIM&0x01）EXTI->FTSR|=1<if（TRIM&0x02）EXTI->RTSR|=1<}
Ex_NVIC_Config完全是按照我们之前的分析来编写的，首先根据GPIOx的位得到中断寄
存器组的编号，即EXTICR的编号，在EXTICR里面配置中断线应该配置到GPIOx的哪个位。
然后使能该位的中断及事件，最后配置触发方式。
这样就完成了外部中断的的配置了。
从代码
中可以看到该函数默认是开启中断和事件的。
其次还要注意的一点就是该函数一次只能配置一
个IO口，如果你有多个IO口需要配置，则多次调用这个函数就可以了。
至此，我们对STM32的中断管理就介绍结束了。
当然还有中断响应函数，我们这里没有
介绍，这个在后面的实例中会向各位讲述的。
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