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NVIC学习

时间:2024-07-09 14:31:01浏览次数:6  
标签:学习 优先级 函数 中断 NVIC 外设 EXTI

外部中断的概述

1. 中断的概念

  • 中断指的是CPU来处理和响应外部发生的异常,中断也就意味着打断,比如打断正在做的事,然后去处理一个紧急的事,处理完成后在继续做刚才没做完的事。
  • 注意:中断是允许嵌套的!

2. 中断源分析

中断源指的是中断发生的源头,中断源在内核中已经定义好了,中断源也称为向量表,向量表在STM32F4中文参考手册参考。

  • 中断源

Cortex-M4内核一共支持256个中断,其中有16个内核中断,240个外部中断,只不过对于STM32F407系列来说,只用到了一部分,包含了10个内核中断(不可屏蔽中断,无法通过软件进行控制)、82个外部中断(可屏蔽中断,可以通过软件进行控制)。

3. NVIC的概述

  • NVIC指的是嵌套向量中断控制器,属于内核中的外设,作用是管理所有的中断,比如中断的使能或失能、中断的优先级.....。

  • 不管是Cortex A系列还是Cortex M系列的内核内部均有NVIC,通过NVIC来管理内核异常和外部异常。

4. 中断的使能与失能

  • NVIC管理中断通道的打开与关闭,可以把NVIC理解为所有中断的开关,想要使用中断发送中断请求,就必须提前打开中断的通道。关于NVIC的使用都存储在一个结构体中,这个结构体和NVIC的函数接口都定义在misc.c和misc.h中。
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5. 中断的优先级设置

  • NVIC利用4bit的优先级来管理所有的中断通道,STM32中断的优先级分为两种:抢占式优先级(主优先级) + 响应式优先级(子优先级),每种都有16个优先级(0~15),数字越小,优先级越高。

  • 意义:如果同时发生多个中断请求,但是又不能同时处理,就根据中断请求的优先级来处理和响应中断。

抢占优先级(主优先级):抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断!!!
响应优先级(子优先级):在同时发生多个中断的情况下,响应优先级高的中断可先执行!!!

(1) 抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断
(2) 抢占优先级相同的中断同时发生,响应优先级高的中断先执行
(3) 抢占优先级相同的多个中断发生,响应优先级高的中断不能打算响应优先级低的中断
(4) 抢占优先级和响应优先级相同的多个中断同时发生,则按照向量表的中断编号来执行
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  • 为了方便用户管理和响应中断,NVIC可以对中断优先级进行分组,这样用户可以方便配置
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  • 注意:该函数必须在主程序的入口进行调用,并且整个项目应该只调用一次,因为设置好优先级分组之后就不应该随意更改分组,否则中断管理比较混乱。

EXTI外设的基本原理与应用

基本概念

  • EXTI指的是外部中断/事件控制器,一共有23个,每个都有一个内部的边沿检测器,可以检测上升沿或者下降沿,每根线都可以产生事件或者中断。

  • 注意:每个GPIO引脚都可以配置为外部中断,但是和GPIO相关的外部中断线一共有16根,分别为EXTI0~EXTI15。

基本原理

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  • 思考:STM32F407系列有114个GPIO口,那如何和外部中断线进行关联?通过映射的方式

  • 注意:STM32F407所有IO口都可以设置为外部中断,但是必须把GPIO引脚配置为输入模式。

程序设计

  1. 把EXTI外设的源文件以及SYSCFG外设的源文件添加到项目工程中,
  1. 参考ST公司提供的外设的源文件的开头的注释以及参数ST公司提供的关于外设的例程
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  1. 打开GPIOA端口时钟以及SYSCFG外设时钟(映射)!
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  1. 配置GPIOA端口PA0引脚的模式为输入模式,因为需要利用该引脚检测外部事件,如下
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  1. 利用SYSCFG外设的寄存器对GPIOA端口的引脚PA0以及EXTI0建立映射关系(自动建立)
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  1. 定义EXTI外设的结构体变量,对结构体成员进行初始化(编号+模式+边沿+状态),如下
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  1. 配置EXTI外设的中断,需要使用NVIC外设管理中断的通道以及中断的优先级,如下图
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  1. 对EXTI中断通道配置完成后,需要编写对应的中断服务函数,中断服务函数的格式固定
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void EXTI0_IRQHandler(void)   
{
   //1.判断外部中断线是否触发中断S
   if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
   {
   	//清楚EXTI中断线的状态
   	EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
   }
}
  • 注意:中断服务函数的名字是已经提前定义在启动文件中,启动文件是在程序运行之前先运行的一个汇编文件(xxx.s结尾的),用户在选择使用某个外设的中断的时候,必须从启动文件中复制中断服务函数的名称,比如EXTI0外部中断线的中断服务函数名字是EXTI0_IRQHandler
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  • 如果用户自定义中断服务函数的名称,编译程序是不会报错的,但是如果此时满足了中断的触发条件,此时程序会进入死循环,原因是因为汇编文件的中断服务函数默认是进入死循环的。
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  • 注意:中断服务函数是不需要用户手动调用的,在满足中断触发条件(比如设置的下降沿触发),此时如果EXIT捕获到一个下降沿,则会自动跳转到中断服务函数的地址下,然后去执行中断服务函数的内容。

  • 注意:中断意味着程序出现异常,需要用户快速的解决异常,所以要求中断服务函数要精简,要高效,所以用户不应该在中断服务函数中调用太长的延时函数,也不应该处理比较复杂的功能,如果要处理比较复杂的代码,可以在中断服务函数中设置标志位,然后在后台判断标志位并执行对应的代码段。

  • 注意:在满足中断触发标志之后,需要在中断服务函数判断中断标志是否成立,并且在中断服务函数应该及时的去清除中断标志,因为需要考虑下一次中断的触发。

标签:学习,优先级,函数,中断,NVIC,外设,EXTI
From: https://www.cnblogs.com/shishusheng/p/18291790

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