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2021年12月03日 | STM32中断笔记——关于NVIC的两个问题
2021-12-03 来源：eefocus
STM32 中断非常强大，每个外设都可以产生中断，中断也是STM32非常重要的一个内容。
NVIC：嵌套向量中断控制器，属于内核外设，管理着包括内核和片上所有外设的中断相关的功能。
ARM cortex_m3 内核支持 256 个中断（16 个内核+240 外部）和可编程 256 级中断优先级的设置，与其相关的中断控制和中断优先级控制寄存器（NVIC、SYSTICK 等）也都属于cortex_m3 内核的部分。STM32 采用了 cortex_m3 内核，所以这部分仍旧保留使用，但 STM32并没有使用 cortex_m3 内核全部的东西（如内存保护单元 MPU 等），因此它的 NVIC 是cortex_m3 内核的 NVIC 的子集。
这篇文章主要记录我学习中断时关于NVIC的两个问题。
问题1：NVIC_Type和NVIC_InitTypeDef结构体的关系？
NVIC寄存器的定义是在core_cm3.h中：
typedef struct
{
__IO uint32_t ISER[8]; /*!< Offset: 0x000 Interrupt Set Enable Register 中断使能寄存器 */
uint32_t RESERVED0[24];
__IO uint32_t ICER[8]; /*!< Offset: 0x080 Interrupt Clear Enable Register 中断清除寄存器 */
uint32_t RSERVED1[24];
__IO uint32_t ISPR[8]; /*!< Offset: 0x100 Interrupt Set Pending Register 中断使能悬起寄存器 */
uint32_t RESERVED2[24];
__IO uint32_t ICPR[8]; /*!< Offset: 0x180 Interrupt Clear Pending Register 中断清除悬起寄存器 */
uint32_t RESERVED3[24];
__IO uint32_t IABR[8]; /*!< Offset: 0x200 Interrupt Active bit Register 中断有效位寄存器 */
uint32_t RESERVED4[56];
__IO uint8_t IP[240]; /*!< Offset: 0x300 Interrupt Priority Register (8Bit wide)中断有效位寄存器 */
uint32_t RESERVED5[644];
__O uint32_t STIR; /*!< Offset: 0xE00 Software Trigger Interrupt Register 软件触发中断寄存器 */
} NVIC_Type;
在配置中断的时候我们一般只用 ISER、ICER 和 IP 这三个寄存器，ISER 用来使能中断，ICER用来失能中断，IP 用来设置中断优先级。而初始化这个结构体的函数就是void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)，在misc.c中定义，比较复杂，有兴趣可以看看：
/**
* @brief Initializes the NVIC peripheral according to the specified
* parameters in the NVIC_InitStruct.
* @param NVIC_InitStruct: pointer to a NVIC_InitTypeDef structure that contains
* the configuration information for the specified NVIC peripheral.
* @retval None
*/
void NVIC_Init(NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct)
{
uint32_t tmppriority = 0x00, tmppre = 0x00, tmpsub = 0x0F;
/* Check the parameters */
assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelCmd));
assert_param(IS_NVIC_PREEMPTION_PRIORITY(NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelPreemptionPriority));
assert_param(IS_NVIC_SUB_PRIORITY(NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelSubPriority));
if (NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelCmd != DISABLE)
{
/* Compute the Corresponding IRQ Priority --------------------------------*/
tmppriority = (0x700 - ((SCB->AIRCR) & (uint32_t)0x700))>> 0x08;
tmppre = (0x4 - tmppriority);
tmpsub = tmpsub >> tmppriority;
tmppriority = (uint32_t)NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelPreemptionPriority << tmppre;
tmppriority |= NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannelSubPriority & tmpsub;
tmppriority = tmppriority << 0x04;
NVIC->IP[NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannel] = tmppriority;
/* Enable the Selected IRQ Channels --------------------------------------*/
NVIC->ISER[NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannel >> 0x05] =
(uint32_t)0x01 << (NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannel & (uint8_t)0x1F);
}
else
{
/* Disable the Selected IRQ Channels -------------------------------------*/
NVIC->ICER[NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannel >> 0x05] =
(uint32_t)0x01 << (NVIC_InitStruct->NVIC_IRQChannel & (uint8_t)0x1F);
}
}
NVIC初始化函数是通过传递的参数NVIC_InitTypeDef* NVIC_InitStruct来初始化NVIC_Type结构体的，而对NVIC_InitTypeDef结构体的初始化就要看具体情况，比如说普通的按键外部中断等等。
NVIC_InitTypeDef结构体结构体定义在misc.h中：
typedef struct
{
uint8_t NVIC_IRQChannel; /*!< Specifies the IRQ channel to be enabled or disabled.
This parameter can be a value of @ref IRQn_Type
(For the complete STM32 Devices IRQ Channels list, please
refer to stm32f10x.h file) */
uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; /*!< Specifies the pre-emption priority for the IRQ channel
specified in NVIC_IRQChannel. This parameter can be a value
between 0 and 15 as described in the table @ref NVIC_Priority_Table */
uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; /*!< Specifies the subpriority level for the IRQ channel specified
in NVIC_IRQChannel. This parameter can be a value
between 0 and 15 as described in the table @ref NVIC_Priority_Table */
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; /*!< Specifies whether the IRQ channel defined in NVIC_IRQChannel
will be enabled or disabled.
This parameter can be set either to ENABLE or DISABLE */
} NVIC_InitTypeDef;
NVIC_Type和NVIC_InitTypeDef这两个结构体就是通过NVIC_Init函数来联系起来的。即NVIC_Type和NVIC_InitTypeDef的关系就是：先在具体的外部中断里将NVIC_InitTypeDef结构体初始化完成，然后通过NVIC_Init函数，把NVIC_InitTypeDef作为参数，将NVIC_Type结构体初始化。
问题2：关于中断优先级和中断优先级分组的问题，这两个有什么区别？
中断优先级分组的设定是在NVIC_Type和NVIC_InitTypeDef结构体初始化的前面。
中断优先级的设定是NVIC->IPRx寄存器（共8bit，只使用高4bit）：
相关函数：NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority) // core_cm3.h 1586行
/**
* @brief Set the priority for an interrupt
*
* @param IRQn The number of the interrupt for set priority
* @param priority The priority to set
*
* Set the priority for the specified interrupt. The interrupt
* number can be positive to specify an external (device specific)
* interrupt, or negative to specify an internal (core) interrupt.
*
* Note: The priority cannot be set for every core interrupt.
*/
static __INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
{
if(IRQn < 0) {
SCB->SHP[((uint32_t)(IRQn) & 0xF)-4] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for Cortex-M3 System Interrupts */
else {
NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff); } /* set Priority for device specific Interrupts */
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