STM32 之 NVIC(中斷向量、優(yōu)先級) 簡述

一、背景需要使用STM32的CAN進(jìn)行通信，經(jīng)過一系列配置后，已可正常收發(fā)，還剩下一個(gè)CAN通信的錯(cuò)誤處理?？慑e(cuò)誤中斷使能寄存器已經(jīng)配置使能了，出錯(cuò)后就是無法進(jìn)入"CAN1_SCE_IRQHandler"中斷。（讓CAN通信出錯(cuò)的的辦法很簡單，將"CAN_H"與"CAN_L"直接短接，然后讓其發(fā)送數(shù)據(jù)，正常情況下，就會(huì)觸發(fā)錯(cuò)誤中斷了，發(fā)送錯(cuò)誤寄存器會(huì)瞬間加至"128"，如果繼續(xù)發(fā)，每發(fā)一次，發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器會(huì)+8，直到256，然后CAN節(jié)點(diǎn)即會(huì)進(jìn)入離線狀態(tài)，也就是"Busoff"狀態(tài)）。一步一步查，才發(fā)現(xiàn)，"CAN1_SCE_IRQn"的M3內(nèi)核中斷沒有開，也就是NVIC相關(guān)配置。對于NVIC還真沒太明白，幸好有老司機(jī)左棟在。（雖然對這個(gè)稱謂他還是是拒絕的:)）跟左棟學(xué)了很多，非常感謝。二、正文對于NVIC(NestedVectoredInterruptController)，中文一般翻譯為嵌套向量中斷控制器，　　其為M3內(nèi)核層次概念，相關(guān)寄存器配置需要使用到Cotex-M3數(shù)據(jù)手冊，ST的用戶手冊涉及的較少，還好有ST的庫　　函數(shù)，此次則暫不深究NVIC，僅對NVIC的概念以及其相對應(yīng)的庫函數(shù)使用做個(gè)簡述。STM32是基于Cotex-M3內(nèi)核的MCU，Cotex-M3有兩個(gè)優(yōu)先級概念：--->搶占優(yōu)先級（主優(yōu)先級）--->響應(yīng)優(yōu)先級（次優(yōu)先級）其實(shí)際的層次概念如下圖：

如圖所示，搶占優(yōu)先級高的任務(wù)出現(xiàn)后，會(huì)打斷搶占優(yōu)先級低的任務(wù)，即所謂的中斷嵌套。例如：--->搶占優(yōu)先級為N的中斷任務(wù)正在運(yùn)行，此時(shí)，搶占優(yōu)先級為2的中斷產(chǎn)生，則MCU會(huì)將搶斷優(yōu)先級為N的任務(wù)暫時(shí)停止，先響應(yīng)執(zhí)行中斷優(yōu)先級為2的任務(wù)，待該任務(wù)完成后，再來完成搶占優(yōu)先級為N的任務(wù)。--->若是搶占優(yōu)先級為2的中斷正在運(yùn)行，又有新的搶占優(yōu)先級為2的中斷產(chǎn)生，則新產(chǎn)生的中斷會(huì)等待當(dāng)前中任務(wù)完成后，再執(zhí)行新產(chǎn)生的中斷。--->若是搶占優(yōu)先級相同的任務(wù)同時(shí)產(chǎn)生，則次優(yōu)先級高的中斷先執(zhí)行。--->若是搶占優(yōu)先級，次優(yōu)先級均相同的中斷同時(shí)產(chǎn)生，則根據(jù)該中斷在中斷向量表的順序來執(zhí)行中斷任務(wù)。以上的任務(wù)全是由Cotex-M3內(nèi)核的NVIC（中斷控制器）來完成。在中斷控制器中，Cotex-M3定義了1個(gè)字節(jié)（8位）的寄存器來定義搶占優(yōu)先級和響應(yīng)優(yōu)先級的分配方式。具體定義如下：--->最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低7位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級--->最高2位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低6位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級--->最高3位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低5位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級--->最高4位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低4位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級--->最高5位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低3位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級--->最高6位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低2位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級--->最高7位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低1位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級這么一大串，開始我也很懵逼，經(jīng)過左棟老司機(jī)指點(diǎn)后，才弄明白。之前已經(jīng)說明，此寄存器一共有8位，若最高1位用于指定搶占式優(yōu)先級，最低7位用于指定響應(yīng)優(yōu)先級，代表的意思就是，搶占優(yōu)先級只有2^1=2個(gè)，每個(gè)搶占優(yōu)先級對應(yīng)的指定響應(yīng)優(yōu)先級有2^7=128個(gè)。其他的則以此類推。STM32則沒有全部使用8位，而只使用了4位，所以其定義了5種優(yōu)先級分組，具體如下：--->#defineNVIC_PriorityGroup_0((uint32_t)0x700)/*0bitsforpre-emptionpriority*4bitsforsubpriority*///有2^0=1個(gè)搶占優(yōu)先級，2^4=16個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級--->#defineNVIC_PriorityGroup_1((uint32_t)0x600)/*1bitsforpre-emptionpriority*3bitsforsubpriority*///有2^1=2個(gè)搶占優(yōu)先級，2^3=8個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級--->#defineNVIC_PriorityGroup_2((uint32_t)0x500)/*2bitsforpre-emptionpriority*2bitsforsubpriority*///有2^2=4個(gè)搶占優(yōu)先級，2^2=4個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級--->#defineNVIC_PriorityGroup_3((uint32_t)0x400)/*3bitsforpre-emptionpriority*1bitsforsubpriority*///有2^3=8個(gè)搶占優(yōu)先級，2^1=2個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級--->#defineNVIC_PriorityGroup_4((uint32_t)0x300)/*4bitsforpre-emptionpriority*0bitsforsubpriority*///有2^4=16個(gè)搶占優(yōu)先級，2^0=1個(gè)響應(yīng)優(yōu)先級ST已提供了庫函數(shù)"voidNVIC_PriorityGroupConfig(uint32_tNVIC_PriorityGroup)"來設(shè)置搶占優(yōu)先級以及響應(yīng)優(yōu)先級組類型，參數(shù)"NVIC_PriorityGroup"既是上面提及的5個(gè)宏定義。ST同時(shí)提供了庫函數(shù)"voidNVIC_Init(NVIC_InitTypeDef*NVIC_InitStruct)"，該庫函數(shù)會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)體"NVIC_InitStruct"內(nèi)的內(nèi)容完成NVIC的配置，其具體定義如下：typedefstruct{//定義哪個(gè)中斷（譬如有"USART1_IRQn","USB_LP_CAN1_RX0_IRQn"等等）uint8_tNVIC_IRQChannel;//該中斷的搶占優(yōu)先級是多少uint8_tNVIC_IRQChannelPreemptionPriority;//該中斷的響應(yīng)優(yōu)先級是多少uint8_tNVIC_IRQChannelSubPriority;//該值代表是否生效該設(shè)置(ENABLE,DISABLE)FunctionalStateNVIC_IRQChannelCmd;}NVIC_InitTypeDef;至此，記錄完畢