2021年12月03日 | STM32中断系统（NVIC和EXTI）

EXTI

EXTI (External interrupt) 就是指外部中断，通过 GPIO 检测输入脉冲，引起中断事件，打断原来的代码执行流程，进入到中断服务函数中进行处理，处理完后，再返回到中断之前的代码中执行。

STM32 的所有 GPIO 都可以用作外部中断源的输入端，利用这个特性，我们可以把按键轮询检测 改为由中断 来处理，大大提高软件执行的效率。

Cortex 内核具有强大的异常响应系统，它把能够打断当前代码执行流程的事件分为异常(exception)和中断(interrupt)，并把它们用一个表管理起来，编号为 0~15 的称为内核异常，而 16 以上的则称为外部中断（外，相对内核而言），这个表就称为中断向量表。

而 STM32 对这个表重新进行了编排，把编号从-3 至 6 的中断向量定义为系统异常，编号为负 的内核异常不能被设置优先级，如复位(Reset)、不可屏蔽中断 (NMI)、硬错误(Hardfault)。从编号 7 开始的为外部中断，这些中断的优先级都是可以自行设置的。详细的 STM32 中断向量表见图 ，STM32 中断向量表STM32 的中断如此之多，配置起来并不容易，因此，我们需要一个强大而方便的中断控制器 NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller)。NVIC 是属于Cortex 内核的器件，不可屏蔽中断 (NMI)和外部中断都由它来处理，而SYSTICK 不是由 NVIC 来控制的。

NVIC

当我们要使用 NVIC 来配置中断时，自然想到 ST 库肯定也已经把它封装成库函数了。查找库帮助文档，发现在 Modules->STM32F10x_StdPeriph_Driver->misc 查找到一个 NVIC_Init() 函数，对 NVIC 初始化，首先要定义并填充一个NVIC_InitTypeDef 类型的结构体。

这个结构体有四个成员

前面两个结构体成员都很好理解，首先要用 NVIC_IRQChannel 参数来选择将要配置的中断向量，用 NVIC_IRQChannelCmd 参数来进行使能(ENABLE)或关闭（DISABLE）该中断。在NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 成员要配置中断向量的抢占优先级，在 NVIC_IRQChannelSubPriority 需要配置中断向量的响应优先级。对于中断的配置，最重要的便是配置其优先级，但 STM32 的同一个中断向量为什么需要设置两种优先级？这两种优先级有什么区别？

抢占优先级和响应优先级

STM32 的中断向量具有两个属性，一个为抢占属性，另一个为响应属性，其属性编号越小，表明它的优先级别越高。抢占，是指打断其它中断的属性，即因为具有这个属性，会出现嵌套中断（在执行中断服务函数 A 的过程中被中断 B 打断，执行完中断服务函数 B 再继续执行中断服务函数 A)，抢占属性由 NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 的参数配置。而响应属性则应用在抢占属性相同的情况下，当两个中断向量的抢占优先级相同时，如果两个中断同时到达，则先处理响应优先级高的中断，响应属性由 NVIC_IRQChannelSubPriority 的参数配置。

例如，现在有三个中断向量

若内核正在执行 C 的中断服务函数，则它能被抢占优先级更高的中断 A 打断，由于 B 和 C 的抢占优先级相同，所以 C 不能被 B 打断。但如果 B 和 C 中断是同时到达的，内核就会首先响应响应优先级别更高的 B 中断

NVIC 的优先级组

在配置优先级的时候，还要注意一个很重要的问题，中断种类的数量。NVIC 只可以配置 16 种 中断向量的优先级，也就是说，抢占优先级和响应优先级的数量由一个 4 位的数字来决定，把这个 4 位数字的位数 分配成抢占优先级部分和响应优先级部分。有 5 组分配方式：

第 0 组：

所有 4 位用来配置抢占优先级，即 NVIC 配置的 2 4 =16 种中断向量都是只有抢占属性，没有响应属性。

第 1 组：

最高 1 位用来配置抢占优先级，低 3 位用来配置响应优先级。表示有 21=2 种级别的抢占优先级(0 级，1 级)，有 23=8 种响应优先级，即在 16种中断向量之中，有 8 种中断，其抢占优先级都为 0 级，而它们的响应优先级分别为 0~7，其余 8 种中断向量的抢占优先级则都为 1 级，响应优先级别分别为 0~7。

第 2 组：

2 位用来配置抢占优先级，2 位用来配置响应优先级。即 22=4 种抢占优先级，22=4 种响应优先级。

第 3 组：

高 3 位用来配置抢占优先级，最低 1 位用来配置响应优先级。即有 8 种抢占优先级，2 种响应 2 优先级。

第 4 组：

所有 4 位用来配置响应优先级。即 16 种中断向量具有都不相同的响应优先级。

要配置这些优先级组，可以采用库函数 NVIC_PriorityGroupConfig()，可输入的参数为NVIC_PriorityGroup_0 ~ NVIC_PriorityGroup_4，分别为以上介绍的 5 种分配组。

于是，有人觉得疑惑了，如此强大的 STM32，所有 GPIO 都能够配置成外部中断，USART、ADC 等外设也有中断，而 NVIC 只能配置 16 种中断向量，那在某个工程中使用了超过 16 个的中断怎么办呢？注意 NVIC 能配置的是 16种 中断向量，而不是 16 个，当工程之中有超过 16 个中断向量时，必然有 2 个以上的中断向量是使用相同的中断种类，而具有相同中断种类的中断向量不能互相嵌套。

STM2 单片机的所有 I/O 端口都可以配置为 EXTI 中断模式，用来捕捉外部信号，可以配置为下降沿中断，上升沿中断和上升下降沿中断这三种模式。它们以下图的方式连接到 16 个外部中断/事件线上

EXTI 外部中断

STM32 的所有 GPIO 都引入到 EXTI 外部中断线上，使得所有的 GPIO 都能作为外部中断的输入源。GPIO 与 EXTI 的连接方式见图

观察这个图知道，PA0~PG0 连接到 EXTI0 、PA1~PG1 连接到EXTI1、 ……、 PA15~PG15 连接到 EXTI15。这里大家要注意的是：PAx~PGx端口的中断事件都连接到了 EXTIx，即同一时刻 EXTx 只能相应一个端口的事件触发，不能够同一时间响应所有 GPIO 端口的事件，但可以分时复用。它可以配置为上升沿触发，下降沿触发或双边沿触发。EXTI 最普通的应用就是接上一个按键，设置为下降沿触发，用中断来检测按键。