中断
作用:高效处理紧急程序,并且不会占用CPU资源。
在主程序运行过程中,出现了特定的中断触发条件(中断源),使得CPU暂停当前正在运行的程序,转而去处理中断程序,处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行
即打断CPU执行正常的程序,转而处理紧急程序,然后返回原暂停的程序继续运行;
对于单片机来说,中断是指CPU正在处理某个事件A,发生了另一件事件B,请求CPU迅速去处理(中断发生);CPU暂时停止当前的工作(中断响应),转去处理事件B(中断服务);待CPU处理事件B完成后,再回到原来的事件A(断点)继续执行,这一过程称之为中断。
中断的作用和意义:
- 实时控制:在确定的时间内对相应事件做出相应;例如:温度控制;
- 故障处理:检测到故障,需要第一时间进行处理;
- 数据传输:不确定数据何时会来,利用中断进行控制;
中断共有 68个可屏蔽中断通道,包含EXTI、TIM、ADC、USART、SPI、I2C、RTC等多个外设。
一个信号从GPIO进入,经过哪些“部门"才能实现中断
APIO(Alternate Function IO)
在STM32中AFIO主要用于引脚复用功能的选择和重定义
- 引脚重映射:通过重新映射,可以将特定的外设功能映射到不同的引脚上,以满足设计需求。例如,将UART的TX和RX引脚从默认的引脚映射到其他GPIO引脚上。
- 外部中断线映射:通过AFIO可以将外部中断线连接到不同的GPIO引脚上,实现外部中断的触发和处理。
- JTAG/SWD接口功能选择:通过配置AFIO,可以切换JTAG或SWD调试接口的功能。这在调试和程序下载过程中非常有用。
- Eventout功能选择:通过AFIO可以选择将特定事件映射到GPIO引脚上,以实现事件的触发和监测。
AFIO主要完成两个任务:复用功能引脚重映射、中断引脚选择
EXTI(External interrupt/event controller)
是 外部中断 / 事件控制 器,管理了控制器的 20个中断/事件线。
每个中断/事件线都对应有一个边沿检测器,可以实现输入信号的上升沿检测和下降沿的检测。EXTI 可以实现对每个中断/事件线进行单独配置,可以单独配置为中断或者事件,以及触发事件的属性
和整体的联系
NVIC(Nested vectoredinterrupt controller)
即嵌套向量中断控制器,也即中断管家,由NVIC分配中断给CPU,怎么分配?
作用:用于为中断分组,从而分配抢占优先级和响应优先级;
分组的方式有两种:
(1)Cortex-m3内核提供了一种3位宽度的PRIGROUP数据区,用于指示一个8位数据序列中的小数点的位置,从而表示中断优先级的分组。
(2)而实际上STM32并没有用到这么多中断,所以在分组上只分了5个组,并且表示方法有所不同;
中断优先级
1、抢占优先级(pre):高抢占优先级可以打断正在执行的低抢占优先级中断;
2、响应优先级(sub):当抢占优先级相同时,响应优先级高的先执行,但是不能相互打断;
3、抢占优先级和响应优先级都相同的情况下,自然优先级越高的先执行;
4、自然优先级:中断向量表中的优先级;
5、数值越小,表示优先级越高;
NVIC的中断优先级由优先级寄存器的4位(0~15)决定,这4位可以进行切分,分为高n位的抢占优先级和低4-n位的响应优先级 抢占优先级高的可以中断嵌套,响应优先级高的可以优先排队,抢占优先级和响应优先级均相同的按中断号排队
注意:
牢记在程序中 设置中断服务函数(包括清除中断标志);