STM32中断管理函数.docx
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STM32中断管理函数.docx
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STM32中断管理函数
STM32中断管理函数
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。
而我们常用的就是这60个可屏蔽中断,所以我们就只针对这60个可屏蔽中断进行介绍。
在MDK内,与NVIC相关的寄存器,MDK为其定义了如下的结构体:
typedefstruct
{
vu32ISER[2];
u32RESERVED0[30];
vu32ICER[2];
u32RSERVED1[30];
vu32ISPR[2];
u32RESERVED2[30];
vu32ICPR[2];
u32RESERVED3[30];
vu32IABR[2];
u32RESERVED4[62];
vu32IPR[15];
}NVIC_TypeDef;
STM32的中断在这些寄存器的控制下有序的执行的。
了解这些中断寄存器,你才能方便的
使用STM32的中断。
下面重点介绍这几个寄存器:
ISER[2]:
ISER全称是:
InterruptSet-EnableRegisters,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、IO口映射等设置才算是
一个完整的中断设置)。
具体每一位对应哪个中断,请参考stm32f10x_nvic..h里面的第36行处。
ICER[2]:
全称是:
InterruptClear-EnableRegisters,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。
具体为什么这么设计,请看《CM3权威指南》第125页,
NVIC概览一章。
ISPR[2]:
全称是:
InterruptSet-PendingRegisters,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:
InterruptClear-PendingRegisters,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:
ActiveBitRegisters,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:
InterruptPriorityRegisters,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。
这里简单介绍一下STM32的中断分组:
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,我们就可以清楚的看到组0~4对应的配置关系,例如组设置为3,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3位是抢占优先级,低1位是
响应优先级。
每个中断,你可以设置抢占优先级为0~7,响应优先级为1或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。
结合实例说明一下:
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。
这里需要注意2点:
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行。
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!
通过以上介绍,我们熟悉了STM32中断设置的大致过程。
接下来我们介绍如何使用函数
实现以上中断设置,使得我们以后的中断设置简单化。
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:
//设置NVIC分组
//NVIC_Group:
NVIC分组0~4总共5组
voidMY_NVIC_PriorityGroupConfig(u8NVIC_Group)
{
u32temp,temp1;
temp1=(~NVIC_Group)&0x07;//取后三位
temp1<<=8;
temp=SCB->AIRCR;//读取先前的设置
temp&=0X0000F8FF;//清空先前分组
temp|=0X05FA0000;//写入钥匙
temp|=temp1;
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BIT[10:
8]来实
现的,而通过2.7.2.1的介绍我们知道SCB->AIRCR的修改需要通过在高16位写入0X05FA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:
//设置NVIC
//NVIC_PreemptionPriority:
抢占优先级
//NVIC_SubPriority:
响应优先级
//NVIC_Channel:
中断编号
//NVIC_Group:
中断分组0~4
//注意优先级不能超过设定的组的范围!
否则会有意想不到的错误
//组划分:
//组0:
0位抢占优先级,4位响应优先级
//组1:
1位抢占优先级,3位响应优先级
//组2:
2位抢占优先级,2位响应优先级
//组3:
3位抢占优先级,1位响应优先级
//组4:
4位抢占优先级,0位响应优先级
//NVIC_SubPriority和NVIC_PreemptionPriority的原则是,数值越小,越优先
voidMY_NVIC_Init(u8NVIC_PreemptionPriority,u8NVIC_SubPriority,u8NVIC_Channel,
u8NVIC_Group)
{
u32temp;
u8IPRADDR=NVIC_Channel/4;//每组只能存4个,得到组地址
u8IPROFFSET=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_Group);
temp&=0xf;//取低四位
if(NVIC_Channel<32)NVIC->ISER[0]|=1< 相反操作就OK) elseNVIC->ISER[1]|=1<<(NVIC_Channel-32); NVIC->IPR[IPRADDR]|=temp< } 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了MY_NVIC_PriorityGroupConfig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。 通过以上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,还需要配置相 关寄存器才可以。 下面就介绍外部中断的配置和使用。 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,每个中断/事 件都有独立的触发和屏蔽设置。 STM32的19个外部中断为: 线0~15: 对应外部IO口的输入中断。 线16: 连接到PVD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: typedefstruct { vu32IMR; vu32EMR; vu32RTSR; vu32FTSR; vu32SWIER; vu32PR; }EXTI_TypeDef; 通过这些寄存器的设置,就可以对外部中断进行详细设置了。 下面我们就重点介绍这些寄 存器的作用。 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。 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。 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。 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。 以上就是与中断相关寄存器的介绍,更详细的介绍,请参考《STM32参考手册》第95页, 8.3节EXTI寄存器描述这一章。 通过以上配置就可以正常设置外部中断了,但是外部IO口的中断,还需要一个寄存器配 置,也就是IO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IO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、GPIOC.0、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: typedefstruct { vu32EVCR; vu32MAPR; vu32EXTICR[4]; }AFIO_TypeDef; EXTICR寄存器组,总共有4个,因为编译器的寄存器组都是从0开始编号的,所以 EXTICR[0]~EXTICR[3],对应《STM32参考手册》里的EXTICR1~EXTICR4。 每个EXTICR 只用了其低16位。 EXTICR[0]的分配如下: 比如如我要设置GPIOB.1映射到1,则只要设置EXTICR[0]的bit[7: 4]为0001即可。 默认 都是0000即映射到GPIOA。 从图5.7中可以看出,EXTICR[0]只管了GPIO的0~3端口,相应 的其他端口由EXTICR[1~3]管理。 具体请参考《STM32参考手册》第126~128页。 通过对上面的分析我们就可以完成对外部中断的配置了。 该函数为Ex_NVIC_Config,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代表任意电平触发)。 其代码如下: //外部中断配置函数 //只针对GPIOA~G;不包括PVD,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 voidEx_NVIC_Config(u8GPIOx,u8BITx,u8TRIM) { u8EXTADDR; u8EXTOFFSET; 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< //自动设置 EXTI->IMR|=1< EXTI->EMR|=1< if(TRIM&0x01)EXTI->FTSR|=1< if(TRIM&0x02)EXTI->RTSR|=1< } Ex_NVIC_Config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IO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。 至此,我们对STM32的中断管理就介绍结束了。 当然还有中断响应函数,我们这里没有 介绍,这个在后面的实例中会向各位讲述的。
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