STM32初学---RCC / NVIC / EXTI

一、RCC_CFGR 寄存器（Reset and Clock Control - Clock Configuration Register）

1、概念

RCC (Reset and Clock Control)：这是一个专门负责控制复位和时钟的外设模块。
CFGR (Configuration Register)：这是一个配置寄存器。

作用解释：RCC_CFGRRCC\_CFGRRCC_CFGR 寄存器就是用来配置和选择 STM32 中各个总线和外设的时钟源和分频系数的。它是时钟系统配置中最重要的寄存器之一。

时钟源选择： 决定了系统时钟（SYSCLK）从哪里来（例如，是内部高速时钟 HSI、外部高速时钟 HSE 还是 PLL 锁相环）。
分频设置： 决定了系统时钟如何分配给不同的总线（AHB、APB1、APB2）和内核（Cortex System Timer 等），以控制它们运行的速度。

2、 RCC_CFGRRCC\_CFGRRCC_CFGR 寄存器中的两个相关字段：

SWSWSW（System Clock Switch）： 这是一个控制位，您写入这个字段来选择您希望使用哪个时钟源作为 SYSCLKSYSCLKSYSCLK。
SWSSWSSWS（System Clock Switch Status）： 这是一个状态位，您读取这个字段来确认系统是否已经成功切换到 SWSWSW 所选择的时钟源。

SWSSWSSWS 用于指示系统时钟 (SYSCLKSYSCLKSYSCLK) 当前使用的是哪个时钟源。

SWS 值	含义（当前系统时钟源）
00	HSI (High-speed Internal Clock) - 内部高速时钟
01	HSE (High-speed External Clock) - 外部高速时钟
10	PLL (Phase-Locked Loop) - 锁相环输出时钟
11	预留/其他（依具体型号而定）

简单来说：

SWSWSW →\rightarrow→ 你告诉 MCU 用哪个时钟 (Write)；
SWSSWSSWS →\rightarrow→ MCU 告诉你它正在用哪个时钟 (Read)。

在代码中进行时钟初始化时，通常会配置 SWSWSW 字段 ，然后等待（或检查） SWSSWSSWS 字段，直到它变为期望的值，这代表时钟切换成功。

3、RCC_ClocksTypeDef结构体

RCC_ClocksTypeDef结构体中定义：SYSCLK_Frequency、HCLK_Frequency、PCLK1_Frequency、PCLK2_Frequency。这四个成员变量，是 STM32 时钟树（Clock Tree）和速度分配的关键。它们定义了芯片内部几个最重要的时钟频率。

变量名	对应时钟	全称	作用/含义
SYSCLK_Frequency	SYSCLK (System Clock)	系统时钟	MCU 的主时钟。它驱动 CPU 内核（Cortex-M）和 AHB 总线。它的频率决定了 MCU 的基本运行速度。SYSCLK 的来源可以是 HSI、HSE 或 PLLCLK。
HCLK_Frequency	HCLK (AHB Clock)	AHB 总线时钟	高速外设和存储器的时钟。它驱动 AHB (Advanced High-performance Bus) 总线、SRAM 存储器、Flash 存储器和所有连接到 AHB 总线上的高速外设（例如 DMA、GPIO 等）。HCLK 是由 SYSCLK 经过 AHB 预分频器 (AHB Prescaler) 分频后得到的。
PCLK1_Frequency	PCLK1 (APB1 Clock)	APB1 低速外设时钟	低速外设的时钟。它驱动连接到 APB1 (Advanced Peripheral Bus 1) 总线上的外设。通常用于低速且对频率要求不高的外设（例如 Timer 2/3/4/5/6/7，USART 2/3/4/5，I2C 1/2/3 等）。PCLK1 是由 HCLK 经过 APB1 预分频器分频后得到的。
PCLK2_Frequency	PCLK2 (APB2 Clock)	APB2 高速外设时钟	高速外设的时钟。它驱动连接到 APB2 (Advanced Peripheral Bus 2) 总线上的外设。通常用于高速或对时序有严格要求的外设（例如 Timer 1/8，USART 1/6，SPI 1/4，ADC 等）。PCLK2 是由 HCLK 经过 APB2 预分频器分频后得到的。

二、NvicConfig：外设中断配置函数

主要包含4类操作：

① 设置中断优先级分组（Priority Grouping）

说明：

决定抢占/子优先级结构：
先占优先级（preemption priority）
响应 / 子优先级（sub priority）

例如（STM32）：

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NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);

分组决定优先级的划分方式。

NVIC_PriorityGroup决定优先级字段里多少位用于抢占优先级，多少位用于子优先级。

在 Cortex-M 内核中，NVIC 的中断优先级一般是 4 位（0~15）。

这些 4 位会被拆分成两部分：

Priority Group	抢占位数	子优先级位数
Group 0	0 位	4 位
Group 1	1 位	3 位
Group 2	2 位	2 位
Group 3	3 位	1 位
Group 4	4 位	0 位

📌 Group 数字越大 → 抢占优先级越多 → 子优先级越少

为什么很多工程默认用 NVIC_PriorityGroup_4？

因为简单！只需要关心一个优先级（抢占优先级），中断只按"谁优先级更高"来打断，没有子优先级这种细节，适合大部分 STM32 项目。

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NVIC_PriorityGroup_4
表示：
抢占优先级占 4 位
子优先级占 0 位（没有子优先级概念）
所以：
✔ 你可以设置抢占优先级 0 ~ 15
✔ 所有中断没有平级排序，全靠抢占优先级决定先后

深入理解：

假设优先级分组是 NVIC_PriorityGroup_2（2 位抢占，2 位子优先级）：

中断	抢占优先级	子优先级
EXTI0	1	0
USART1	2	0
TIM3	1	1

结论：

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EXTI0（1,0） 和 TIM3（1,1）
→ 抢占一样
→ 子优先级 0 < 1
→ EXTI0 先执行

USART1（2,x） 抢占级低
→ 不能打断 EXTI0 或 TIM3
→ 永远排最后

② 为某个外设选择中断优先级

典型步骤：

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NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

设置内容：

中断线号（IRQ）

抢占优先级

响应/子优先级

打开 NVIC 中断通道

③ 使能（Enable）NVIC 中断通道

例如：

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NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

或者在初始化结构里 Cmd = ENABLE。

④ 可选：清除挂起中断（Pending Flag）

说明：防止进入旧中断

确保启动前中断状态是干净的：

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NVIC_ClearPendingIRQ(EXTI0_IRQn);

三、EXTI 和 NVIC

1、概念

EXTI 负责"外部事件/引脚 → 产生中断请求"

NVIC 负责"多个中断请求 → 排队、抢占、执行"

2、NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）

NVIC 是 Cortex-M 内核的一部分，作用是：管理所有中断（外设 / 内部 / 外部）

决定：

谁先执行
谁能打断谁
谁在等

3、EXTI（External Interrupt / Event Controller）

EXTI 是芯片外设模块，负责：把 GPIO 引脚或内部事件，转换成中断请求

常见用途：

按键中断
外部传感器触发
外部同步信号

EXTI 本身不直接连 GPIO，

中间有个 EXTI Line（中断线）：

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GPIO 引脚
   ↓
EXTI Line (0~15)
   ↓
NVIC (EXTI0_IRQn, EXTI9_5_IRQn...)

3.1 EXTI 配置代码

① GPIO 配置为输入

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GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

② GPIO → EXTI Line 映射

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GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);

③ EXTI 配置

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EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

④ NVIC 配置

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NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

⑤ 中断服务函数（ISR）

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)

{

// 用户处理代码

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    EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}

}

⚠️ 必须清 pending 位，否则会一直进中断

3.2 NVIC 和 EXTI 的关系（重点）

模块	作用
GPIO	物理引脚
EXTI	把引脚变化变成中断请求
NVIC	决定是否执行、何时执行
ISR	真正执行代码的地方