STM32 中断
什么是“中断”?
中断服务程序
发申请
中断服务程序
发申请
外
设
CPU
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。
例如:吃饭时突然手机铃响…
中
断
示
意
图
STM32是一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列,由意法半导体(STMicroelectronics)生产。在嵌入式系统开发中,STM32因其高性能、低功耗和丰富的外设接口而广受欢迎。本资料主要关注STM32中断系统,这是其核心功能之一,对于实时性和响应速度有关键作用。 中断是微控制器处理外部事件的一种机制,它允许MCU在执行当前任务的同时响应突发事件,如按键按下、定时器溢出或通信数据到达等。STM32中断系统支持多达160个不同的中断源,分为多种类型,包括外部中断、内部总线操作中断和外围设备中断等。 1. 中断源:STM32中断源包括外部中断线(EXTI)、定时器中断、串口通信中断(USART/UART)、DMA中断、USB中断、CAN中断等。每个中断源都有其特定的功能,例如定时器中断用于周期性任务,串口中断则用于实时处理通信数据。 2. 中断向量表:STM32的中断向量表存储了每个中断服务例程(ISR)的入口地址,当发生中断时,CPU会跳转到对应的ISR进行处理。中断向量表的位置可以是固定的,也可以根据需要配置在内存的任何位置。 3. 中断优先级:STM32中断系统支持4级优先级,可以设置中断的抢占优先级和子优先级,使得高优先级中断可以在执行低优先级中断时中断,提高了系统的响应效率。 4. NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller):STM32的中断控制器是NVIC,负责管理和调度中断。NVIC提供中断使能、优先级设置、中断挂起和中断清除等功能,并支持中断嵌套,即在处理一个中断时,如果有更高优先级的中断发生,可以立即响应。 5. 中断处理流程:中断发生后,CPU会保存当前执行的任务状态,然后跳转到中断服务例程。在ISR中,开发者应快速处理中断事件并尽可能减少非中断相关代码,以避免延迟其他高优先级中断。处理完后,通过中断返回指令回到被中断的任务。 6. 中断触发方式:中断可以由上升沿、下降沿或边沿触发,也可以是电平触发。例如,EXTI线可以选择电平敏感或边沿敏感,以适应不同的应用需求。 7. 中断使能与禁止:通过设置中断控制器的寄存器,可以开启或关闭特定的中断源。这在系统初始化和运行过程中非常重要,确保中断只在需要时被激活。 8. 优化中断处理:为了提高系统的实时性能,开发者需要合理安排中断优先级,避免长时间阻塞高优先级中断。同时,对于耗时的操作,可以考虑使用DMA等硬件加速功能,减轻CPU负担。 理解并熟练掌握STM32中断系统是进行微控制器开发的关键步骤。通过深入学习和实践,开发者可以创建高效、响应迅速的嵌入式应用程序,充分利用STM32的强大功能。