中断系统

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中断系统

  • 可屏蔽中断交给NVIC硬件，由NVIC进行抢占仲裁、查找中断向量表，最后将中断程序地址（中断向量）交给CPU
  • 包括：EXTI（外部中断）、TIM与RTC（时钟中断）和其他外设的中断
  • 不可屏蔽中断NMI直接发给CPU，CPU会跳转到固定的NMI中断程序地址

NVIC

  • NVIC是嵌套向量中断控制器（外设）
  • Cortrx-M3内核的NVIC裁剪后，得到STM32的NVIC
  • 该外设包含7个外设寄存器（即中断寄存器）
  • 中断使能（ISER）
  • 中断优先级（IPRx）
    • 宽8bit，但只会使用高4bit

  • 中断优先级分组（AIRCR的PRIGROUP位）

    • 将中断优先级的4bit，分为抢占优先级（高n位）和响应优先级（低4-n位）
    • 抢占优先级=主优先级，响应优先级=子优先级

  • 中断仲裁逻辑

  • 先比较主优先级，相同时比较子优先级，相同时比较中断号
  • 注：优先级越低越高

EXTI

图 17‑1 EXTI功能框图

  • 输入线=GPIO或RTC或USB或以太网等（见手册）
  • GPIOx通道通过AFIO中的16个MUX进行选择，选出16bit连接到EXTI
  • 外部中断源=软件中断事件寄存器（EXTI_SWIER）| 边沿检测电路
  • 产生外部中断请求
  • 请求挂起寄存器（EXTI_PR）=外部中断源
  • 外部中断请求 = 中断屏蔽寄存器（EXTI_IMR）& EXTI_PR
  • （当屏蔽中断时，中断会存在EXTI_PR中，并且不会硬件自动清除，需要软件手动清除）
  • （当未屏蔽中断时，中断首先会存在EXTI_PR中，中断响应后被自动清除）
  • 产生外部中断事件
  • 外部中断事件 = 事件屏蔽寄存器（EXTI_EMR）& 外部中断源

GPIO产生EXTI流程例

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  • 配置GPIO：GPIO时钟、AFIO时钟、GPIO初始化
  • 注意：把AFIO和GPIO看成GPIO系统内的两个子模块
  • 配置EXTI：EXIT初始化
  • 配置NVIC：NVIC分组配置、NVIC初始化
  • 写中断处理程序：可以利用EXTI的库函数进行中断的处理

其他设备产生EXTI

  • 特点：不直接产生中断，而是借助EXTI产生中断（有些设备两者都支持）
  • 用途：当系统处于低功耗模式（如睡眠），需要外部中断来唤醒

中断函数中的状态机

  • 一般在中断函数中写状态机，而不要在一般函数中写状态机
  • 状态设计：状态a转移到状态b
  • if(状态a的进入条件)
    • 状态a的进入动作
    • if(状态a的转移条件)
    • 状态a的转移动作
  • 由于中断的触发次数有限，状态的个数要考虑触发次数 => 规定状态个数
  • 比如一次传输会触发7次中断，那么7次中断内，必须执行完一轮状态机
  • 数据传输区域中，状态机要注意避免数据覆盖 => 规定现态的转移动作和次态的进入条件
  • 使用读标志RF，写后置RF，读后清RF
  • 要求只有RF=1才能写
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RCC DMA