STM32中断

CM3 内核支持 256 个中断，其中包含了 16 个内核中断和 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内核的全部东西，而是只用了它的一部分。STM32有 76 个中断，包括16 个内核中断和 60 个可屏蔽中断，具有 16 级可编程的中断优先级。而常用的就是这 60个可屏蔽中断。

NVIC 即嵌套向量中断控制器，全称 Nested vectored interrupt controller。属于是内核的器件，其作用是对STM32中的中断进行管理，因为M3内核中的中断数量很多，当同时出现多个中断时，优先处理哪个中断？以及那些中断不处理等，都要靠NVIC 进行控制。

在 MDK 内，与 NVIC 相关的寄存器，MDK 为其定义了如下的结构体:

typedef struct
{
vu32 ISER[2];
U32 RESERVEDO[30];
vu32 ICER[2];
u32 RSERVEDI[30];
vu32 ISPR[2];
u32 RESERVED2[30];
vu32 ICPR[2];
u32 RESERVED3[30];
vu32 IABR[2];
u32 RESERVED4[62];
vu32 IPR[15];
} NVIC TypeDef;

ISER[2] :ISER 全称是:Interrupt Set-En able Registers ，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、I0 口映射等设置才算是一个完整的中断设置)。

ICER[2]:全称是:Interrupt Clear-Enable Registers ，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。

ISPR[2]:全称是:Interrupt Set-Pending Registers ，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:Interrupt Clear-Pending Registers ，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:Active Bit Registers，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:Interrupt Priority Registers ，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。

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，可以清楚的看到组 0~4 对应的配置关系，例如组设置为 4，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 4 位是抢占优先级，低 0位是响应优先级。每个中断，你可以设置抢占优先级为0~15，响应优先级为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。

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。

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!

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，可选范围为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:

MY_NVIC_PriorityGroupConfig(3);
void MY_NVIC_PriorityGroupConfig(u8 NVIC_Group)
{
 u32 temp, templ;
 temp1=(~NVIC_Group)&0x07;//取后三位
 templ<<=8;
 temp=SCB->AIRCR;/读取先前的设置
 temp&=0X0000F8FF;//清空先前分组
 temp|=0X0SFA0000;//写入钥匙
 temp|-templ;
 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BITT[10:8]来实现的，而我们知道 SCB->AIRCR 的修改需要通过在高 16 位写入0XO5FA 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内容的高 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范围内，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(范围为 0~59)，最后一个参数 NVIC_Group 为中断分组设置(范围为0~4)。该函数代码如下:

void MY_NVIC_Init(u8 NVIC__PreemptionPriority
u8 NVIC_SubPriority
u8 NVIC_Channel , u8 NVIC_Group)
{
  u32 temp;
  u8 IPRADDR=NVIC_Channel/4;/每组只能存4个，得到组地址
  u8 IPROFFSET=NVIC_Channel%4;//在组内的偏移
  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_Grup);
  temp&=0经//取低四位
  if(NVIC Channel<32)NVIC->ISER[0]=1<<NVIC_Channel;//使能中断位(要清除的话，相反操作就 OK)
  else NVIC->ISER[1]|=1<<(NVIC_Channel-32);
  NVIC->IPR[IPRADDR]|=temp<<IPROFFSET;//设置响应优先级和抢断优先级
}

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MY_NVIC_PriorityGroupConfg 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

通过上面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，还需要配相关寄存器才可以。下面就介绍

外部中断的配置和使用。

中断和事件的理解

中断：要进入NVIC，有相应的中断服务函数，需要CPU处理；

事件：不进入NVIC，仅用内部硬件自动控制，TIM，DMA，ADC等

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，每个中事件都有独立的触发和屏蔽设置。

STM32的19个外部中断为（EXIT线说明）:

线 0~15:对应外部 I0 口的输入中断。

线 16:连接到 PV 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:

ypedef struct
{
vu32 IMR;
vu32 EMR;
vu32 RTSR;
vu32 FTSR;
vu32 SWIER;
vu32 PR;
}EXTI TypeDef;

**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。

该寄存器的主要作用只有一个，就是是否允许来自中断线上的中断信号进入NVIC中断控制器。

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。

该寄存器主要用于控制输入线进来的输入信号，上升沿时是否在边沿检测电路被检测出，20位共控制20条EXIT线；

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。

该寄存器主要用于控制输入线进来的输入信号，下升沿时是否在边沿检测电路被检测出，20位共控制20条EXIT线；

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。

该寄存器的作用主要有两个：

1、检测外部中断线上是否发生了选择的边沿事件，如果发生了，该位置1，并将信号传递给 与门电路，进而进入NVIC中；

2、在该位手动（软件）写入1，可以清除之前中断信号的1，主要作用是进入中断后，清除中断位，防止多次进入中断；

但是对于外部中断来说，我们只需要掌握其中四个寄存器：上升沿触发选择寄存器(EXTI_RTSR)、下降沿触发选择寄存器(EXTI_FTSR)、挂起寄存器(EXTI_PR)与中断屏蔽寄存器(EXTI_IMR)

通过以上配置就可以正常设置外部中断了，但是外部I0 口的中断，还需要一个寄存器配置,也就是 I0 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 10 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、GPIOC0 、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:

typedef struct
{
vu32 EVCR;
vu32 MAPR;
vu32 EXTICR[4];
}AFIO TypeDef;

EXTICR 寄存器组，大小为4。每个 EXTICR 只用了其低 16 位。

比如我要设置 GPIOD.1 映射到1，则只要设置 EXTICR[0]的 bit[7:4] 为0011 即可。

默认都是 0000 即映射到 GPIOA。

void Ex_NVIC_Config(u8 GPIOx , u8 BITx, u8 TRIM)
{
  u8 EXTADDR;
  u8 EXTOFFSET;
  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<<EXTOFFSET;//EXTI.BITx 映射到 GPIOx.BITx

//自动设置
  EXTI->IMR|=1<<BITx;// 开启 line BITx 上的中断
  EXTI->EMR|=1<<BITx;//不屏蔽 line BITx 上的事件
  if(TRIM&0x01)EXTI->FTSR|=1<<BITx;//line BITx 上事件下降沿触发
  if(TRIM&0x02)EXTI->RTSR|=1<<BITx://ine BITx 上事件上升降沿触发
}

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 代表意电平触发)。

外部中断配置函数只针对 GPIOA~G;不包括 fVD ，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.

Ex_NVIC_Confg 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 10 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。