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2020年12月05日 | Cortex M3 NVIC与中断控制

2020-12-05 来源：eefocus

一、NVIC概览 ——嵌套中断向量表控制器

NVIC 的寄存器以存储器映射的方式来访问，除了包含控制寄存器和中断处理的控制逻辑之外， NVIC 还包含了 MPU、 SysTick 定时器以及调试控制相关的寄存器。

NVIC 共支持 1 至 240 个外部中断输入（通常外部中断写作 IRQs）。具体的数值由芯片厂商在设计芯片时决定。此外， NVIC 还支持一个“永垂不朽”的不可屏蔽中断（ NMI）输入。

NVIC 的访问地址是 0xE000_E000。所有 NVIC 的中断控制/状态寄存器都只能在特权级下访问。不过有一个例外——软件触发中断寄存器可以在用户级下访问以产生软件中断。所有的中断控制／状态寄存器均可按字／半字／字节的方式访问。

二、中断配置

寄存器	名称	类型	地址	复位值
ICTR	中断控制类型寄存器	只读	0xE000E004	由配置定义
STIR	软件触发中断寄存器	只写	0xE000EF00	—
NVIC_ISER0~NVIC_ISER15	中断置使能寄存器	可读可写	0xE000E100~0xE000E13C	0x00000000
NVIC_ICER0~NVIC_ICER15	中断清使能寄存器	可读可写	0xE000E180~0xE000E1BC	0x00000000
NVIC_ISPR0~NVIC_ISPR15	中断置请求寄存器	可读可写	0xE000E200~0xE000E23C	0x00000000
NVIC_ICPR0~NVIC_ICPR15	中断清请求寄存器	可读可写	0xE000E300~0xE000E2BC	0x00000000
NVIC_IABR0~NVIC_IABR15	中断活跃位寄存器	只读	0xE000E300~0xE000E33C	0x00000000
NVIC_IPR0~NVIC_IPR15	中断优先级寄存器	可读可写	0xE000E400~0xE000E7EC	0x00000000

1、中断的使能与除能（SETENA/CLRENA）

2、中断置请求与清请求（SETPEND/CLRPEND）

如果中断发生时，正在处理同级或高优先级异常，或者被掩蔽，则中断不能立即得到响应。此时中断被悬起。

3、中断活跃位寄存器

ACTIVE寄存器族 0xE000_E300_0xE000_E31C

三、软件中断

软件中断，包括手工产生的普通中断，能以多种方式产生。最简单的就是使用相应的SETPEND寄存器；而更专业更快捷的作法，则是通过使用软件触发中断寄存器STIR

软件触发中断寄存器STIR（地址：0xE000_EF00）

注意：系统异常（ NMI，faults， PendSV等），不能用此法悬起。而且缺省时根本不允许用户程序改动NVIC寄存器的值。如果确实需要，必须先在NVIC的配置和控制寄存器(0xE000_ED14)中，把比特1（USERSETMPEND）置位，才能允许用户级下访问NVIC的STIR。

四、SysTick定时器

SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SysTick异常（异常号： 15）。

Cortex-M3处理器内部包含了一个简单的定时器。因为所有的CM3芯片都带有这个定时器，软件在不同 CM3器件间的移植工作就得以化简。该定时器的时钟源可以是内部时钟（ FCLK， CM3上的自由运行时钟），或者是外部时钟（CM3处理器上的STCLK信号）。不过， STCLK的具体来源则由芯片设计者决定，因此不同产品之间的时钟频率可能会大不相同。因此，需要检视芯片的器件手册来决定选择什么作为时钟源。

SysTick定时器能产生中断， CM3为它专门开出一个异常类型，并且在向量表中有它的一席之地。它使操作系统和其它系统软件在CM3器件间的移植变得简单多了，因为在所有CM3产品间，SysTick 的处理方式都是相同的。

SysTick控制及状态寄存器（地址：0xE000_E010）

SysTick重装载数值寄存器（地址：0xE000_E014）

SysTick当前数值寄存器（地址：0xE000_E018）

SysTick校准数值寄存器（地址：0xE000_E01C）

校准值寄存器提供了这样一个解决方案：它使系统即使在不同的CM3产品上运行，也能产生恒定的SysTick中断频率。最简单的作法就是：直接把TENMS的值写入重装载寄存器，这样一来，只要没突破系统的“弹性极限”，就能做到每10ms来一次 SysTick异常。如果需要其它的SysTick异常周期，则可以根据TENMS的值加以比例计算。只不过，在少数情况下， CM3芯片可能无法准确地提供TENMS的值（如， CM3的校准输入信号被拉低），所以为保险起见，最好在使用TENMS前检查器件的参考手册。

Cortex M3 NVIC 中断控制

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AdaptivEnergy公司的发展小趣事

AdaptivEnergy是一家专注于能量收集和管理技术的公司，以下是该公司发展的五个相关故事：

公司成立与初期发展： AdaptivEnergy成立于2007年，总部位于美国马里兰州的克拉克斯堡市。公司的创始人是一群在能源管理和微型能源收集技术领域具有丰富经验的工程师和科学家。初期，公司主要专注于研发微型能源收集器件，旨在利用环境中的振动、热能等能源，为便携设备提供持续的电源支持。
技术创新与专利保护： AdaptivEnergy在能量收集和管理领域取得了多项技术突破，并获得了相关的专利保护。公司开发的微型能量收集器件具有高效、小型化和低成本的特点，广泛应用于智能手机、传感器、医疗设备等领域。同时，公司还不断改进其技术，并积极寻求新的技术创新和专利保护，以保持竞争优势。
产品推出与市场应用：随着技术的成熟和产品的不断完善，AdaptivEnergy推出了一系列的微型能量收集器件和解决方案。这些产品可以通过环境中的振动、光照、温差等能源源源不断地为设备提供电力支持，解决了传统电池供电存在的限制和问题。这些产品在便携式电子设备、无线传感器网络、智能健康监测等领域得到了广泛应用。
市场拓展与合作伙伴关系： AdaptivEnergy积极拓展国内外市场，并与各类客户和合作伙伴建立了稳固的合作关系。公司与电子设备制造商、系统集成商、科研机构等进行合作，共同开发定制化的能量收集解决方案，满足不同客户的需求。同时，公司还与行业协会、学术界等建立合作关系，共同推动微型能量收集技术的发展和应用。
未来展望与持续创新：作为一家专注于微型能量收集技术的领先企业，AdaptivEnergy将继续致力于持续创新和技术提升。公司将继续投入研发资源，推出更加高效、可靠的微型能量收集器件和解决方案，以满足日益增长的市场需求。未来，AdaptivEnergy将继续在能量收集和管理领域发挥领先优势，为客户提供更加智能、便携的能源解决方案。

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这五个故事基于Astec America, Inc在电子行业发展的主要阶段和事件进行编写，旨在客观描述公司的发展历程和重要成就。请注意，这些故事可能无法涵盖公司发展的所有细节，但能够提供一个大致的框架。