单片机基础知识---stm32单片机的优先级

STM32 优先级完整讲解（NVIC 中断优先级，分两层：抢占优先级 + 子优先级）

一、核心硬件：NVIC 嵌套向量中断控制器

所有 STM32 的外部中断、定时器、串口、ADC、DMA 中断，全部由 NVIC 统一管理优先级。

STM32 中断优先级分两层，缺一不可：

1. 抢占优先级（Preemption Priority）：高抢占可打断正在运行的低抢占中断（嵌套）
2. 子优先级（Sub Priority） ：同抢占优先级时，谁先执行；不能互相打断

数值规则（重点极易踩坑）

数字越小，优先级越高

• 抢占优先级 0 > 1 > 2 > 3
• 子优先级 0 > 1 > 2 > 3

二、优先级分组（关键配置：SCB->AIRCR）

单片机不会固定抢占/子优先级位数，通过优先级分组 切分4位优先级寄存器：

总共有 5 种分组（Group0 ~ Group4），以常用的4位优先级位举例：

分组	抢占优先级位数	子优先级位数	抢占可用范围	子优先级可用范围
Group0	0 bit	4 bit	无抢占（不能嵌套）	0~15
Group1	1 bit	3 bit	0~1	0~7
Group2	2 bit	2 bit	0~3	0~3
Group3	3 bit	1 bit	0~7	0~1
Group4	4 bit	0 bit	0~15	无，只有先后

工程通用习惯

绝大多数项目用 NVIC_PriorityGroup_2（分组2）

抢占0_3，子03，足够电机、串口、定时器、外部中断分层。

三、两层优先级执行逻辑（核心考点）

1. 抢占优先级不同（会嵌套中断）

正在执行：抢占优先级2 的串口中断

此时来了一个：抢占优先级1 的定时器中断

→ 定时器直接打断串口，先执行定时器，结束后回到串口。

2. 抢占优先级相同，子优先级不同（不会嵌套）

正在执行：抢占1，子2 的串口中断

来了：抢占1，子0 的外部中断

→ 外部中断不能打断当前串口，必须等串口中断全部执行完，再运行外部中断。

3. 抢占、子优先级全都一样

同时触发两个中断，子编号小的先响应。

四、系统异常优先级（内核HardFault、SysTick等）

内核自带异常（HardFault、MemManage、BusFault）优先级固定最高，不受NVIC分组控制：

• HardFault 硬件错误：优先级固定 -1，任何中断都能被它打断
• SysTick、PendSV：一般配置很低优先级，用于操作系统（FreeRTOS/UCOS）任务切换

注意：普通外设中断（TIM/USART/EXTI）无法打断 HardFault。

五、标准库 / HAL 库配置流程

步骤1：全局设置优先级分组（程序开头只调用一次）

// HAL库
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2);
// 标准库
NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PriorityGroup_2);

只能调用一次，多次调用会打乱所有中断优先级。

步骤2：给单个中断分配抢占、子优先级

// 定时器3中断：抢占1，子0
HAL_NVIC_SetPriority(TIM3_IRQn,1,0);
// 使能中断通道
HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM3_IRQn);

六、实战优先级分层方案（工业/电机项目通用）

按紧急程度从高到低排布：

1. 抢占0（最高）：急停外部中断、编码器捕获、过流保护（必须立刻响应，不能被打断）
2. 抢占1：高频定时器、PWM电机控制、ADC电流采样
3. 抢占2：串口接收中断、CAN通讯、传感器数据读取
4. 抢占3（最低）：屏幕刷新、按键检测、日志打印、延时定时器

举例场景

电机过流中断(抢占0)触发 → 立刻打断正在运行的串口、定时器，马上关闭输出，保护硬件。

七、常见踩坑点

1. 数字越大优先级越低
   很多新手以为数字大优先，完全搞反，导致中断被阻塞。
2. 只配置子优先级，不区分抢占
   同抢占下无法嵌套，高频中断会卡顿、丢数据。
3. 多处调用 SetPriorityGrouping
   分组被反复修改，所有中断优先级全部错乱。
4. SysTick 优先级过高
   跑RTOS时PendSV/SysTick必须最低，否则任务切换异常。
5. 中断函数里加大量延时、printf
   高优先级中断阻塞，低优先级中断长期得不到执行。

八、极简一句话总结

STM32中断分抢占优先级（控制能否嵌套打断）+子优先级（同抢占时排队顺序），先全局划分优先级分组，再给每个外设中断分配两层数值；数字越小优先级越高。