ARM微控制器與嵌入式系統(tǒng) 課件 17 NVIC嵌套向量中斷控制器

ARM微控制器與嵌入式系統(tǒng)

NVIC嵌套向量中斷控制器主講人：景妮琴北京電子科技職業(yè)學(xué)院內(nèi)容中斷和異常嵌套向量中斷控制器NVIC優(yōu)先級中斷編程要點(diǎn)中斷和異常中斷：中斷是指來自CPU執(zhí)行指令以外的事件發(fā)生后，處理機(jī)暫停正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理該事件的程序的過程。異常：異常是指源自CPU執(zhí)行指令內(nèi)部的事件發(fā)生后，處理機(jī)暫停正在運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行該事件的過程。廣義的中斷包括中斷和異常，統(tǒng)一稱為中斷（異常）如無特殊說明,異常就是中斷，中斷就是異常中斷和異常STMF4系列在內(nèi)核水平上搭載了一個(gè)異常響應(yīng)系統(tǒng)，支持為數(shù)眾多的系統(tǒng)異常和外部中斷，其中系統(tǒng)異常有10個(gè)，外部中斷81個(gè)。除了個(gè)別的異常優(yōu)先級被定死以外，其他異常都是可編程的當(dāng)一個(gè)異常發(fā)生時(shí)，硬件會(huì)自動(dòng)比較該異常的優(yōu)先級是否比當(dāng)前的異常優(yōu)先級更高。如果發(fā)現(xiàn)來了更高優(yōu)先級的異常，處理器就會(huì)中斷當(dāng)前的中斷服務(wù)例程（或者是普通程序），而服務(wù)新來的異?！戳⒓磽屨?。在stm32f4xx.h中可以查詢到IRQn_Type這個(gè)結(jié)構(gòu)體中包含了F4系列全部的異常聲明。F4的異常清單中斷和異常中斷與異常的執(zhí)行過程

這個(gè)圖重新畫一下向量中斷支持當(dāng)開始響應(yīng)一個(gè)中斷后，CM4會(huì)自動(dòng)定位一張向量表，并且根據(jù)中斷號從表中找出ISR的入口地址，然后跳轉(zhuǎn)過去執(zhí)行。不需要像以前的ARM那樣，由軟件來分辨到底是哪個(gè)中斷發(fā)生了，也無需半導(dǎo)體廠商提供私有的中斷控制器來完成這種工作。這么一來，中斷延遲時(shí)間大為縮短。嵌套向量中斷控制器NVICNVIC：嵌套向量中斷控制器，屬于內(nèi)核外設(shè)，管理著包括內(nèi)核和片上所有外設(shè)的中斷相關(guān)的功能。兩個(gè)重要的庫文件：core_cm4.h和misc.ccore_cm4.h定義：在配置中斷時(shí)一般只用ISER，ICER，IP這三個(gè)寄存器。優(yōu)先級NVIC中有一個(gè)NVIC_IPRx用來配置外部中斷的優(yōu)先級IPR的寬度為8位，原則上每個(gè)外部中斷可配置的優(yōu)先級為0~255，數(shù)值越小，優(yōu)先級越高。CM4芯片做了精簡設(shè)計(jì)，實(shí)際上只使用了4位支持優(yōu)先級。bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0用于表達(dá)優(yōu)先級未使用，讀回為0優(yōu)先級用于表達(dá)優(yōu)先級的這4位，又被分組成搶占優(yōu)先級（主優(yōu)先級）和子優(yōu)先級。如果有多個(gè)中斷同時(shí)響應(yīng)，搶占優(yōu)先級高的就會(huì)搶占優(yōu)先級低的優(yōu)先得到執(zhí)行當(dāng)搶占優(yōu)先級相同時(shí)，就比較子優(yōu)先級如果搶占優(yōu)先級和子優(yōu)先級都相同，就比較他們的硬件中斷編號，編號越小，優(yōu)先級越高bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0用于表達(dá)優(yōu)先級未使用，讀回為0F4的異常清單STM32微控制器中斷優(yōu)先級由搶占優(yōu)先級與響應(yīng)優(yōu)先級決定，搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級取值范圍由中斷分組決定。NVIC_PriorityGroupNVIC_IRQChannel搶占優(yōu)先級NVIC_IRQChannel響應(yīng)先級描述NVIC_PriorityGroup_000-15搶占優(yōu)先級0位響應(yīng)先級4位NVIC_PriorityGroup_10-10-7搶占優(yōu)先級1位響應(yīng)先級3位NVIC_PriorityGroup_20-30-3搶占優(yōu)先級2位響應(yīng)先級2位NVIC_PriorityGroup_30-70-1搶占優(yōu)先級3位響應(yīng)先級1位NVIC_PriorityGroup_40-150搶占優(yōu)先級4位響應(yīng)先級0位優(yōu)先級分組中斷向量搶占優(yōu)先級響應(yīng)優(yōu)先級A01搶占優(yōu)先級相同，響應(yīng)優(yōu)先級數(shù)值小的優(yōu)先級高B02A12響應(yīng)優(yōu)先級相同，搶占優(yōu)先級數(shù)值小的優(yōu)先級高B02A10搶占優(yōu)先級比響應(yīng)優(yōu)先級高B02A11搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級均相同，則中斷向量編號小的先執(zhí)行B11搶占優(yōu)先級與響應(yīng)優(yōu)先級示例搶占式優(yōu)先級>響應(yīng)優(yōu)先級>中斷表中的排位順序中斷編程要點(diǎn)使能外設(shè)某個(gè)中斷初始化NVIC結(jié)構(gòu)體typedefstruct{uint8_tNVIC_IRQChannel; //中斷源uint8_tNVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//搶占優(yōu)先級uint8_tNVIC_IRQChannelSubPriority; //響應(yīng)優(yōu)先級FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd; //中斷向量使能或失能}NVIC_InitTypeDef;編寫中斷服務(wù)程序初始化NVIC結(jié)構(gòu)體-中斷源NVIC_IRQChannel中斷源取值范圍在STM32F407xx微控制器中共91個(gè)中斷向量，具體可參考STM32參考手冊。例如：EXTI線0中斷DMA1流0全局中斷ADC1、ADC2和ADC3全局中斷CAN1TX中斷TIM1捕獲比較中斷USART1全局中斷初始化NVIC結(jié)構(gòu)體-中斷源在STM32F407xx微控制器基本定時(shí)器（TIM６、TIM７）中斷向量共２個(gè)。分別為：TIM6_DAC_IRQn，TIM7_IRQn（名稱不能更改）NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=TIM6_DAC_IRQn；//名稱不能更改。（1）優(yōu)先級分組配置NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_tNVIC_PriorityGroup);NVIC_PriorityGroup_0NVIC_PriorityGroup_1NVIC_PriorityGroup_2NVIC_PriorityGroup_3NVIC_PriorityGroup_4//設(shè)置中斷組為0示例4NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

初始化NVIC結(jié)構(gòu)體-優(yōu)先級配置（2）搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級配置//設(shè)置中斷組為0示例4

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);//搶占優(yōu)先級,優(yōu)先級0組的搶占優(yōu)先級為0，主要靠子優(yōu)先級NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;//響應(yīng)優(yōu)先級NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;

初始化NVIC結(jié)構(gòu)體-優(yōu)先級配置（3）NVIC_IRQChannelCmd取值范圍ENABLE

使能DISABLE

失能NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//把設(shè)置寫入NVIC的結(jié)構(gòu)體中NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);初始化NVIC結(jié)構(gòu)體-使能NVICNVIC配置示例在stm32f4xx_it.c中完成中斷服務(wù)程序。voidTIM6_DAC_IRQHandler(void)//名稱不能更改{ if(TIM_GetITStatus(TIM6,TIM_IT_Update)!=RESET) { a++; if(a==100) a=0;