STM32F103中断系统 | 易学教程

一、中断介绍
1.1 中断概念
CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)，引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(中断服务子程序或中断处理程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。引发中断的称为中断源。比如：看电视时突然门铃响，那么门铃响就相当于中断源。有些中断还能够被其他高优先级的中断所中断，那么这种情况又叫做中断的嵌套。
STM32F10x芯片有84个中断通道，包括 16 个内核中断和 68 个可屏蔽中断，这些中断通道已按照不同优先级顺序固定分配给相应的外部设备。
1.2 NVIC介绍
NVIC英文全称是Nested Vectored Interrupt Controller，中文意思就是嵌套向量中断控制器，它属于M3内核的一个外设，控制着芯片的中断相关功能。由于ARM给NVIC预留了非常多的功能，但对于使用M3内核设计芯片的公司可能就不需要这么多功能，于是就需要在NVIC上裁剪。ST公司的STM32F103芯片内部中断数量就是NVIC裁剪后的结果。中断控制相关寄存器在固件库core_cm3.h文件NVIC结构体内。可打开任意库函数工程即可查看到。
1.3 中断优先级
STM32F103芯片支持60个可屏蔽中断通道，每个中断通道都具备自己的中断优先级控制字节(8位，但是STM32F103中只使用4位，高4位有效)，用于表达优先级的高4位又被为组成抢占式优先级和响应
优先级，通常也把响应优先级称为“亚优先级”或“副优先级”，每个中断源都需要被指定这两种优先级。高抢占式优先级的中断事件会打断当前的主程序或者中断程序运行，俗称中断嵌套。在抢占式优先级相同的情况下，高响应优先级的中断优先被响应。当两个中断源的抢占式优先级相同时，这两个中断将没有嵌套关系，当一个中断到来后，如果正在处理另一个中断，这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达，则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个；如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等，则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理那一个。

二、中断配置步骤
要使用中断我们就需要先配置它，通常都需经过这几步：
（1）使能外设某个中断
（2）设置中断优先级分组，初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体

typedef struct{
	uint8_t NVIC_IRQChannel;                    //需要配置的中断源
	uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority;  //配置抢占优先级
	uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority;         //配置响应优先级
	FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd;         //中断使能或失能
}NVIC_InitTypeDef;

不过要注意一点的是，NVIC只可以配置16种中断向量的优先级，其抢占优先级和响应优先级都用一个4位的数字来决定。在库函数中，将其分为了5中不同的分配方式：

第0组	所有的4位都有来表示响应优先级，能够配置16种不同的响应优先级。中断优先级则都相同。
第1组	最高一位用来配置抢占优先级，剩余三位用来表示响应优先级。那么就有两种不同的抢占优先级(0和1)和8种不同的响应优先级(0~7)。
第2组	高两位用来配置抢占优先级，低位用来配置响应优先级。那么两种优先级就各有4种。
第3组	高三位用来配置抢占优先级，低位用来配置响应优先级。有8种抢占优先级和2种相应优先级。
第4组	所有位都用来配置抢占优先级，即有16种抢占优先级，没有响应属性。