STM32 之 NVIC(中断向量、优先级) 简述

一、背景需要使用STM32的CAN进行通信，经过一系列配置后，已可正常收发，还剩下一个CAN通信的错误处理。可错误中断使能寄存器已经配置使能了，出错后就是无法进入"CAN1_SCE_IRQHandler"中断。（让CAN通信出错的的办法很简单，将"CAN_H"与"CAN_L"直接短接，然后让其发送数据，正常情况下，就会触发错误中断了，发送错误寄存器会瞬间加至"128"，如果继续发，每发一次，发送错误计数器会+8，直到256，然后CAN节点即会进入离线状态，也就是"Busoff"状态）。一步一步查，才发现，"CAN1_SCE_IRQn"的M3内核中断没有开，也就是NVIC相关配置。对于NVIC还真没太明白，幸好有老司机左栋在。（虽然对这个称谓他还是是拒绝的:)）跟左栋学了很多，非常感谢。二、正文对于NVIC(NestedVectoredInterruptController)，中文一般翻译为嵌套向量中断控制器，　　其为M3内核层次概念，相关寄存器配置需要使用到Cotex-M3数据手册，ST的用户手册涉及的较少，还好有ST的库　　函数，此次则暂不深究NVIC，仅对NVIC的概念以及其相对应的库函数使用做个简述。STM32是基于Cotex-M3内核的MCU，Cotex-M3有两个优先级概念：--->抢占优先级（主优先级）--->响应优先级（次优先级）其实际的层次概念如下图：

如图所示，抢占优先级高的任务出现后，会打断抢占优先级低的任务，即所谓的中断嵌套。例如：--->抢占优先级为N的中断任务正在运行，此时，抢占优先级为2的中断产生，则MCU会将抢断优先级为N的任务暂时停止，先响应执行中断优先级为2的任务，待该任务完成后，再来完成抢占优先级为N的任务。--->若是抢占优先级为2的中断正在运行，又有新的抢占优先级为2的中断产生，则新产生的中断会等待当前中任务完成后，再执行新产生的中断。--->若是抢占优先级相同的任务同时产生，则次优先级高的中断先执行。--->若是抢占优先级，次优先级均相同的中断同时产生，则根据该中断在中断向量表的顺序来执行中断任务。以上的任务全是由Cotex-M3内核的NVIC（中断控制器）来完成。在中断控制器中，Cotex-M3定义了1个字节（8位）的寄存器来定义抢占优先级和响应优先级的分配方式。具体定义如下：--->最高1位用于指定抢占式优先级，最低7位用于指定响应优先级--->最高2位用于指定抢占式优先级，最低6位用于指定响应优先级--->最高3位用于指定抢占式优先级，最低5位用于指定响应优先级--->最高4位用于指定抢占式优先级，最低4位用于指定响应优先级--->最高5位用于指定抢占式优先级，最低3位用于指定响应优先级--->最高6位用于指定抢占式优先级，最低2位用于指定响应优先级--->最高7位用于指定抢占式优先级，最低1位用于指定响应优先级这么一大串，开始我也很懵逼，经过左栋老司机指点后，才弄明白。之前已经说明，此寄存器一共有8位，若最高1位用于指定抢占式优先级，最低7位用于指定响应优先级，代表的意思就是，抢占优先级只有2^1=2个，每个抢占优先级对应的指定响应优先级有2^7=128个。其他的则以此类推。STM32则没有全部使用8位，而只使用了4位，所以其定义了5种优先级分组，具体如下：--->#defineNVIC_PriorityGroup_0((uint32_t)0x700)/*0bitsforpre-emptionpriority*4bitsforsubpriority*///有2^0=1个抢占优先级，2^4=16个响应优先级--->#defineNVIC_PriorityGroup_1((uint32_t)0x600)/*1bitsforpre-emptionpriority*3bitsforsubpriority*///有2^1=2个抢占优先级，2^3=8个响应优先级--->#defineNVIC_PriorityGroup_2((uint32_t)0x500)/*2bitsforpre-emptionpriority*2bitsforsubpriority*///有2^2=4个抢占优先级，2^2=4个响应优先级--->#defineNVIC_PriorityGroup_3((uint32_t)0x400)/*3bitsforpre-emptionpriority*1bitsforsubpriority*///有2^3=8个抢占优先级，2^1=2个响应优先级--->#defineNVIC_PriorityGroup_4((uint32_t)0x300)/*4bitsforpre-emptionpriority*0bitsforsubpriority*///有2^4=16个抢占优先级，2^0=1个响应优先级ST已提供了库函数"voidNVIC_PriorityGroupConfig(uint32_tNVIC_PriorityGroup)"来设置抢占优先级以及响应优先级组类型，参数"NVIC_PriorityGroup"既是上面提及的5个宏定义。ST同时提供了库函数"voidNVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct)"，该库函数会根据结构体"NVIC_InitStruct"内的内容完成NVIC的配置，其具体定义如下：typedefstruct{//定义哪个中断（譬如有"USART1_IRQn","USB_LP_CAN1_RX0_IRQn"等等）uint8_tNVIC_IRQChannel;//该中断的抢占优先级是多少uint8_tNVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//该中断的响应优先级是多少uint8_tNVIC_IRQChannelSubPriority;//该值代表是否生效该设置(ENABLE,DISABLE)FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd;}NVIC_InitTypeDef;至此，记录完毕