1,環(huán)境搭建:
硬件平臺:STM32H750XBH6開發(fā)環(huán)境:STM32CubeMX V6.8.1+KEIL V5.28.0.0STM32H750固件版本:package V1.11.0仿真下載驅動:ST-Link
2,中斷的定義
中斷(Interrupt)微控制器中的一種機制,允許在正常程序執(zhí)行期間暫停當前正在執(zhí)行的任務,以處理特定事件或條件。這些事件或條件可以是來自外部的信號、設備狀態(tài)的改變、定時器觸發(fā)、錯誤條件等。中斷使系統(tǒng)能夠及時響應重要事件,而無需不斷輪詢或等待事件的發(fā)生。
3,中斷的分類
中斷可以根據多個因素進行分類,主要根據其來源、優(yōu)先級、觸發(fā)方式和處理方式。以下是一些常見的中斷分類:
根據來源分類:A.外部中斷(External Interrupts):這些中斷來自于外部硬件或設備,如按鍵、傳感器、通信接口等的觸發(fā)信號。B.內部中斷(Internal Interrupts):這些中斷源于處理器或微控制器內部的事件,如定時器計數溢出、除零錯誤等。
根據觸發(fā)方式分類:A.硬件中斷(Hardware Interrupts):硬件中斷是由硬件觸發(fā)的中斷,如外部設備產生的信號。B.軟件中斷(Software Interrupts):軟件中斷是由程序中的指令產生的,通常用于執(zhí)行特定功能或服務調用。
根據優(yōu)先級分類:A.可屏蔽中斷(Maskable Interrupts):這些中斷可以通過設置中斷屏蔽位來禁用或啟用。通常,系統(tǒng)可以控制是否屏蔽可屏蔽中斷。B.不可屏蔽中斷(Non-Maskable Interrupts,NMI):這些中斷無法被屏蔽,通常用于處理緊急或重要事件,如硬件故障。根據處理方式分類:A.同步中斷(Synchronous Interrupts):這些中斷在程序執(zhí)行期間同步觸發(fā),例如除零錯誤。B.異步中斷(Asynchronous Interrupts):這些中斷可以隨時發(fā)生,不受程序控制,例如外部硬件觸發(fā)的中斷。根據應用領域分類:A.實時中斷(Real-Time Interrupts):這些中斷需要在嚴格的時間要求內進行處理,通常用于實時系統(tǒng),如航空航天、汽車控制等。B.一般用途中斷(General-Purpose Interrupts):這些中斷用于一般計算和控制任務,時間要求沒有那么嚴格。根據中斷向量表分類:A.單一中斷向量表(Single Interrupt Vector Table):整個系統(tǒng)使用一個中斷向量表,每個中斷在表中有唯一的入口點。B.多中斷向量表(Multiple Interrupt Vector Tables):不同的模塊或設備可能使用獨立的中斷向量表,每個表包含特定設備的中斷處理程序。
4,內部中斷與外部中斷
內部中斷和外部中斷是根據中斷的來源和觸發(fā)方式來進行分類的兩種常見中斷類型。它們在嵌入式系統(tǒng)和微控制器中具有不同的特點:
1. 內部中斷
來源:內部中斷是由處理器或微控制器內部的事件引發(fā)的。這些事件通常與處理器或微控制器的運行狀態(tài)和特性有關,例如定時器溢出、除零錯誤、指令執(zhí)行完成等。觸發(fā)方式:內部中斷是同步的,它們在程序執(zhí)行期間由內部事件引發(fā),通常是特定指令的執(zhí)行或計時器/計數器的狀態(tài)變化。屏蔽:通常,內部中斷可以通過設置中斷屏蔽位來禁用或啟用。處理器通常提供了特定的寄存器或標志位來管理內部中斷的屏蔽。例子:除零錯誤、非法指令、定時器中斷等都可以歸類為內部中斷。
2. 外部中斷:
來源:外部中斷是由外部硬件或設備觸發(fā)的事件引發(fā)的,如按鍵、傳感器、通信接口等。觸發(fā)方式:外部中斷是異步的,它們可以隨時發(fā)生,不受程序控制。通常,當外部事件滿足特定條件時,外部中斷會被觸發(fā)。屏蔽:外部中斷通??梢酝ㄟ^設置中斷屏蔽位來禁用或啟用。在外部中斷情況下,系統(tǒng)可以根據需要控制是否屏蔽外部中斷。例子:按鍵按下、傳感器觸發(fā)、串行通信接口數據接收等都可以歸類為外部中斷。
5,中斷優(yōu)先級
中斷優(yōu)先級分組:STM32微控制器使用中斷優(yōu)先級分組來劃分中斷優(yōu)先級。中斷優(yōu)先級分組的設置決定了可用的優(yōu)先級位數和子組位數。通常,分組位數越多,允許更精細的優(yōu)先級控制。
優(yōu)先級位數:在STM32中,通常有4位或3位用于中斷優(yōu)先級設置,具體取決于微控制器型號。較多的優(yōu)先級位數允許更精細的控制。
子組位數:某些STM32系列支持子組位數,這允許在同一主組中進一步細分優(yōu)先級。
中斷優(yōu)先級值:中斷優(yōu)先級值是一個數字,通常在0到(2^N - 1)之間,其中N是可用的位數。較小的值表示更高的優(yōu)先級。在中斷優(yōu)先級寄存器中,優(yōu)先級值的最高位通常是最重要的位。
中斷優(yōu)先級設置:為了設置中斷優(yōu)先級,您需要編程配置中斷控制器的相關寄存器。具體的設置方法和寄存器名稱可能因STM32微控制器型號而異,因此您需要查看特定型號的參考手冊和數據表。
中斷優(yōu)先級分組示例:以下是一個示例,展示了如何設置中斷優(yōu)先級:Group 0, Subgroup 0: 0x00 - 0x03Group 0, Subgroup 1: 0x04 - 0x07Group 1, Subgroup 0: 0x08 - 0x0B...Group 7, Subgroup 1: 0x38 - 0x3BGroup 0: 0x00 - 0x0FGroup 1: 0x10 - 0x1FGroup 2: 0x20 - 0x2F...Group 15: 0xF0 - 0xFF4位分組,0位子組:3位分組,1位子組:
4,中斷嵌套
在STM32微控制器中,中斷嵌套(Interrupt Nesting)是一種機制,允許處理多個中斷請求,并在一個中斷服務程序中嵌套地處理其他中斷。這種機制非常有用,因為它使您能夠處理多個中斷,而不需要等待一個中斷服務程序完成后才能處理下一個中斷。這提高了系統(tǒng)的響應性,特別是在具有多個優(yōu)先級的中斷時。
以下是有關STM32中斷嵌套的一些關鍵概念:中斷嵌套優(yōu)先級:STM32支持設置每個中斷請求的中斷優(yōu)先級。通過設置不同的中斷優(yōu)先級,您可以控制中斷的相對優(yōu)先級。當多個中斷同時發(fā)生時,高優(yōu)先級的中斷將優(yōu)先得到處理。這確保了對緊急事件的快速響應。中斷嵌套的允許:STM32允許中斷嵌套,但它需要在中斷控制寄存器中進行相應的配置。中斷服務程序(ISR)中的中斷嵌套:如果在中斷服務程序中發(fā)生了中斷,系統(tǒng)會檢查新中斷的優(yōu)先級。如果新中斷的優(yōu)先級更高,系統(tǒng)會暫停當前中斷服務程序的執(zhí)行,并立即開始新中斷的服務程序。一旦新中斷服務程序完成,系統(tǒng)會返回到原始中斷服務程序的執(zhí)行點,繼續(xù)執(zhí)行。中斷服務程序的嵌套深度:STM32支持多級中斷嵌套,這意味著可以在中斷服務程序中觸發(fā)其他中斷,而這些新中斷也可以再觸發(fā)其他中斷,依此類推。這允許系統(tǒng)以一種高度靈活的方式處理多個中斷。
5,代碼與中斷對于內核來說提供的優(yōu)先級有多少位在芯片廠商設計的時候并不會用到全部,ST只用到了四位,并且默認配置使用16個主優(yōu)先級,并沒有用到子優(yōu)先級,我們可以看到可配置優(yōu)先級為0-15 數字越大優(yōu)先級越低
以下是如何配置和使用 STM32 中斷的簡單步驟:
A.配置中斷源:首先,你需要配置引起中斷源。例如,如果你使用外部引腳作為中斷源,你需要配置該引腳為外部中斷模式。B.設置優(yōu)先級:使用 NVIC 函數來設置中斷優(yōu)先級。C.啟用中斷:再次使用 NVIC 函數啟用特定的中斷。D.編寫ISR:為特定的中斷源編寫一個處理函數。例如,如果你為 EXTI0編寫一個ISR,你可能會有一個如下的函數:
void EXTI0_IRQHandler(void) { // 處理中斷的代碼 // 清除中斷標志 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); }
注意:確保你的主程序中已經啟用了全局中斷。通常,這是通過__enable_irq();函數實現的。一旦中斷發(fā)生,程序將自動跳轉到相應的 ISR。確保你的 ISR 是簡短和高效的,以避免長時間的中斷延遲。
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第十章 W55MH32中斷應用概覽

零死角玩轉STM32——系統(tǒng)篇
零死角玩轉STM32——高級篇
零死角玩轉STM32——中級篇
零死角玩轉STM32——初級篇
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