GD32F130FXP6学习笔记十：Cortex-M3中断学习

叁歲伎倆 2022-06-16 02:24 448阅读 0赞

出处：[http://blog.csdn.net/sunheshan/article/details/48553467][http_blog.csdn.net_sunheshan_article_details_48553467]

## 1 异常 ##

M3支持15个系统异常，240个外部异常IRQ，其中NMI，复位，hardfault

三个异常的优先级固定不可更改且是负数，其余的都可编程。

M3的异常分为抢占优先级和子优先级。

## 2 关于中断优先级 ##

M3中，除了复位，NMI以及硬fault有固定的优先级，其他优先级都是可编程的。原则上，

CM3支持3个固定的高优先级和多达256级的可编程优先级，并且支持128级抢占。但是，

绝大多数CM3芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数会更少，如8级，16级，

32级等。它们在设计时会裁掉表达优先级的几个低端有效位。
    如使用3个位表示优先级则配置寄存器的结构如图所示：
    
    在M3中，优先级分为两个部分，一个是抢占优先级优先级，一个是子优先级。在计算抢

占优先级和子优先级的有效位数时，必须要知道
        1、芯片实际使用了多少位来表达优先级
        2、优先级组是如何划分的。
        举个例子，如果只使用3个位来表达优先级（[7:5]），并且优先级组的值是5（从比特5处分组），

则得到4级抢占优先级，且在每个抢占优先级的内部有2个子优先级，
    
        当然也可设置全部是抢占优先级没有子优先级
    
        在编写应用程序的时候，只需要系统所需要的中断分组和组内优先级即可，直接调用m3

提供的API函数即可。
        在CM3中，允许使用3个位到8个位来表达优先级。为了确定具体的位数，可以先往一个优

先级寄存器中写0xFF，再读回来，读出多少个1，就表示使用多少个位来表达优先级。

关于中断配置基础  
每个外部中断都在NVIC的下列寄存器中“挂号”：

1. 使能与除能寄存器
     2. 悬起与“解悬”寄存器
     3. 优先级寄存器
     4. 活动状态寄存器
     5. 异常掩蔽寄存器（PRIMASK, FAULTMASK以及BASEPRI）
    另外，下列寄存器也对中断处理有重大影响
     1. 向量表偏移量寄存器
     2. 软件触发中断寄存器
     3. 优先级分组位段
    其他异常配置寄存器
        系统Handler控制及状态寄存器SHCSR用法fault，总线fault以及存储器管理fault都是特殊

的异常，因此给它们开了小灶。它们的使能控制都是通过SHCSR来实现，各种faults的悬起状态

和大多数系统异常的活动状态也都在该寄存器中。
    中断控制及状态寄存器ICSR
        在大多数情况下，它们对于应用软件都没有什么用处，只有悬起位对应用程序常常比较有参考价值。

异常屏蔽寄存器  
PRIMASK用于除能在NMI和硬fault之外的所有异常，它有效地把当前优先级改为0（可编程  
优先级中的最高优先级）。该寄存器可以通过MRS和MSR以下例方式访问：  
1. 关中断

MOV   R0,     #1
    MSR   PRIMASK, R0 
     
      
       1 
       2 
      
     
      
       1 
       2

1.  开中断

MOV   R0,     #0
    MSR   PRIMASK,  R0
     
      
       1 
       2 
      
     
      
       1 
       2

此外，还可以通过CPS指令快速完成上述功能：

CPSID i    ;关中断
    CPSIE i    ;开中断
     
      
       1 
       2 
      
     
      
       1 
       2

FAULTMASK更绝，它把当前优先级改为-1。这么一来，连硬fault都被掩蔽了。使用方案与PRIMASK

的相似。但要注意的是，FAULTMASK会在异常退出时自动清零。掩蔽寄存器虽然能一手遮天，却都

动不了NMI，因为NMI是用在最危急的情况下的。因此系统为它开出单行道，无需挂号只是不要迟到。

当NMI激活时，“谁都是省略号，唯独是你不得了，第一优先谁比你重要”！试想，如果NMI被连接

到系统的掉电报警线上，且系统是体外循环机的电源管理器……如果因为中断被除能就视而不见，

则会使体外循环机因断电而失能，体外循环序列可以被意外终止，病人的生命也将丢失。

Active状态寄存器  
每个外部中断都有一个活动状态位。在处理器执行了其ISR的第一条指令后，它的活动位就被置1，

并且直到ISR返回时才硬件清零。由于支持嵌套，允许高优先级异常抢占某个ISR。然而，哪怕中

断被抢占，其活动状态也依然为1。

## 3 使用中断 ##

对于应用程序存储在ROM中，不需要更改异常服务程序。

1.  建立优先级组
2.  为该中断指定优先级
3.  使能该中断

## 4 cm3.h中操作中断相关函数 ##

__STATIC_INLINE void NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGroup)       //---设置组优先级
    __STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetPriorityGrouping(void)                  //---获得组优先级
    __STATIC_INLINE void NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)                 //---使能中断
    __STATIC_INLINE void NVIC_DisableIRQ(IRQn_Type IRQn)                    //---除能中断
    __STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)          //---获得被挂起的中断
    __STATIC_INLINE void NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)             //---挂起中断
    __STATIC_INLINE void NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)           //---清除挂起中断
    __STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetActive(IRQn_Type IRQn)              //---中断是否活动
    __STATIC_INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)  //---设置中断优先级
    __STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetPriority(IRQn_Type IRQn)             //---获取中断优先级
    __STATIC_INLINE void NVIC_SystemReset(void)                          //---NVIC  复位
    
     
      
       1 
       2 
       3 
       4 
       5 
       6 
       7 
       8 
       9 
       10 
       11 
       12 
      
     
      
       1 
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       3 
       4 
       5 
       6 
       7 
       8 
       9 
       10 
       11 
       12

## 5 用户EFM32中断 ##

1）优先级数目  
首先对于特定处理器，支持的外部中断数不一样，故在设置中断优先级时需要知道芯片实际

使用了多少位来表达优先级。在EFM32中：\_\_NVIC\_PRIO\_BITS定义efm32g280f128.h当中。

#define  __NVIC_PRIO_BITS       3 /**< NVIC interrupt priority bits */
     
      
       1 
      
     
      
       1

在cm3.h的优先级设置函数设置优先级语句为：

NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff);  
     
      
       1 
      
     
      
       1

从cm3.h设置优先级函数可知芯片实际用了（8-__NVIC_PRIO_BITS）表达优先级。这个

EFM32在startup.s提供的30中断向量数目符合。 
    2）优先级组
        优先级数目是定死了的，对于优先级组AIPCR[8：10]复位值为0，对于（8-__NVIC_PRIO_BITS)

优先级数目来说就全部是抢占优先级而没有子优先级。对于应用程序，可以根据工程需要对优先级组进行设定。

void  NVIC_SetPriorityGrouping (uint32_t PriorityGroup) 
    PriorityGroup
     
      
       1 
       2 
      
     
      
       1 
       2

有7-PriorityGroup位表示优先级组。如PriorityGroup为5，则[7:6]表示优先级抢占位段。
    3)开关可屏蔽中断
        在core_cmFunc.h中定义了与PRIMASK中断操作相关的函数

__disable_irq(void);
        __enable_irq(void);
        __get_PRIMASK(void)；
        __set_PRIMASK(uint32_t priMask)；
     
      
       1 
       2 
       3 
       4 
      
     
      
       1 
       2 
       3 
       4

## 6 使用SVC ##

SVC指令带一个8位的立即数，可以视为是它的参数，被封装在指令本身中，如：
        SVC   3    ;呼叫3号系统服务
        SVC是用于呼叫OS所提供API的正道。用户程序只需知道传递给OS的参数，而不必知道各API函数的地址。

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