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每一個外部中斷都有一個對應的優先級寄存器,Cortex-M0中NVIC-IPR共有8個寄存器,而每個寄存器管理4個IRQ中斷,所以M0的IRQ中斷源最多只支持32個,再加上16個內核中斷,也就是說M0最多48個中斷源。
Cortex-M0采用Armv6-M架構,優先級寄存器配置位有8位,但是有效位只有最高2位,這個地方很多人使用了Cortex-M3后一直也認為Cortex-M0也是最高3或4位有效位,在arm官方資料中有對比兩個版本的差別。因此Cortex-M0可編程優先級有4個,加上3個固定的優先級(復位、NMI、HardFault),Cortex-M0總共有7個中斷優先級。
Cortex-M0內核的中斷優先級寄存器是以最高位(MSB)對齊的,並且只支持字傳輸,每次訪問都會同時涉及4個中斷優先級寄存器。見下圖:
因為Bit0 - Bit5沒有使用,所以如果沒有進行寫操作讀出都為0。
由於不同的 Cortex-M 系列,其中斷優先級是不一樣的,所以在 CMSIS 庫中的頭文件中可以查看優先級的數量 \_\_NVIC\_PRIO\_BITS。
中斷優先級寄存器的編程應該在中斷使能之前,其通常是在程序開始時完成的。arm官方資料提示應該避免在中斷使能之后改變中斷優先級,因為這種情況的結果在ARMv6-M系統結構是不可預知的,並且不被Cortex-M0處理器支持。Cortex-M3/M4處理器的情況又有所不同,他們都支持中斷優先級的動態切換。Cortex-M3處理器和Cortex-M0處理器的另外一個區別是,Cortex-M3訪問中斷優先級寄存器時支持字節或半字傳輸,因此可以每次只設置一個寄存器。如果需要改變優先級,程序中需要關閉中斷后再重新設置中斷優先級寄存器。
在 Cortex-M內核中,一個中斷的優先級數值越低,邏輯優先級卻越高。比如,中斷優先級為2的中斷可以搶占中斷優先級為3的中斷,但反過來就不行。換句話說,中斷優先級2比中斷優先級3的優先級更高。
Cortex-M0處理器對中斷嵌套的支持無需任何軟件干預,如果MCU已經在運行一個中斷,而有了新的更高優先級的中斷請求,正在運行的中斷將會被暫停,轉而執行更高優先級的中斷,高優先級中斷執行完成后又回到原來的低優先級中斷。如果出現兩個同一優先級的中斷,則是判斷誰開始發起中斷請求,MCU會先執行同一優先級中首先發起請求的中斷。
MM32F0130系列中斷向量表:
typedef enum IRQn {
NonMaskableInt_IRQn = -14, ///< 2 Non Maskable Interrupt
HardFault_IRQn = -13, ///< 3 Cortex-M0 Hard Fault Interrupt
MemoryManagement_IRQn = -12, ///< 4 Cortex-M0 Memory Management Interrupt
BusFault_IRQn = -11, ///< 5 Cortex-M0 Bus Fault Interrupt
UsageFault_IRQn = -10, ///< 6 Cortex-M0 Usage Fault Interrupt
SVC_IRQn = -5, ///< 11 Cortex-M0 SV Call Interrupt
DebugMonitor_IRQn = -4, ///< 12 Cortex-M0 Debug Monitor Interrupt
PendSV_IRQn = -2, ///< 14 Cortex-M0 Pend SV Interrupt
SysTick_IRQn = -1, ///< 15 Cortex-M0 System Tick Interrupt
WWDG_IWDG_IRQn = 0, ///< WatchDog Interrupt
WWDG_IRQn = 0, ///< Window WatchDog Interrupt
PVD_IRQn = 1, ///< PVD through EXTI Line detect Interrupt
BKP_IRQn = 2, ///< BKP through EXTI Line Interrupt
RTC_IRQn = 2, ///< RTC through EXTI Line Interrupt
FLASH_IRQn = 3, ///< FLASH Interrupt
RCC_CRS_IRQn = 4, ///< RCC & CRS Interrupt
RCC_IRQn = 4, ///< RCC Interrupt
EXTI0_1_IRQn = 5, ///< EXTI Line 0 and 1 Interrupts
EXTI2_3_IRQn = 6, ///< EXTI Line 2 and 3 Interrupts
EXTI4_15_IRQn = 7, ///< EXTI Line 4 to 15 Interrupts
HWDIV_IRQn = 8, ///< HWDIV Global Interrupt
DMA1_Channel1_IRQn = 9, ///< DMA1 Channel 1 Interrupt
DMA1_Channel2_3_IRQn = 10, ///< DMA1 Channel 2 and Channel 3 Interrupts
DMA1_Channel4_5_IRQn = 11, ///< DMA1 Channel 4 and Channel 5 Interrupts
ADC_COMP_IRQn = 12, ///< ADC & COMP Interrupts
COMP_IRQn = 12, ///< COMP Interrupts
ADC_IRQn = 12, ///< ADC Interrupts
ADC1_IRQn = 12, ///< ADC Interrupts
TIM1_BRK_UP_TRG_COM_IRQn = 13, ///< TIM1 Break, Update, Trigger and Commutation Interrupts
TIM1_CC_IRQn = 14, ///< TIM1 Capture Compare Interrupt
TIM2_IRQn = 15, ///< TIM2 Interrupt
TIM3_IRQn = 16, ///< TIM3 Interrupt
TIM14_IRQn = 19, ///< TIM14 Interrupt
TIM16_IRQn = 21, ///< TIM16 Interrupt
TIM17_IRQn = 22, ///< TIM17 Interrupt
I2C1_IRQn = 23, ///< I2C1 Interrupt
SPI1_IRQn = 25, ///< SPI1 Interrupt
SPI2_IRQn = 26, ///< SPI1 Interrupt
UART1_IRQn = 27, ///< UART1 Interrupt
UART2_IRQn = 28, ///< UART2 Interrupt
CAN_IRQn = 30, ///< CAN Interrupt
USB_IRQn = 31, ///< USB Interrupt
} IRQn_Type;
設置中斷優先級的流程:先讀一個字,再修改對應字節,最后整個字寫回。
1.1 C代碼
void__NVIC_SetPriority()
{
unsigned long temp; //定義一個臨時變量
temp = *(volatile unsigned long)(0xE000E400); //讀取IRP0值
temp &= (0xFF00FFFF |(0xC0 << 16)); //修改中斷#2優先級為0xC0
*(volatile unsigned long)(0xE000E400) = temp; //設置IPR0
}
1.2 匯編代碼
在程序中可以一次設置多個中斷優先級。
void__NVIC_SetPriority()
{
LDR R0, =0xE000E100 ; //設置使能中斷寄存器地址
MOVS R1, #0x4 ; //中斷#2
STR R1, [R0] ; //使能#2中斷
LDR R0, =0xE000E200 ; //設置掛起中斷寄存器地址
MOVS R1, #0x4 ; //中斷#2
STR R1, [R0] ; //掛起#2中斷
LDR R0, =0xE000E280 ; //設置清除中斷掛起寄存器地址
MOVS R1, #0x4 ; //中斷#2
STR R1, [R0] ; //清除#2的掛起狀態
}
1.3 CMSIS標准設備驅動函數
//設置中斷優先級
__STATIC_INLINE void __NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)
{
if ((int32_t)(IRQn) >= 0) {
NVIC->IP[_IP_IDX(IRQn)] = ((uint32_t)(NVIC->IP[_IP_IDX(IRQn)] & ~(0xFFUL << _BIT_SHIFT(IRQn))) |
(((priority << (8U - __NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL) << _BIT_SHIFT(IRQn)));
}
else {
SCB->SHP[_SHP_IDX(IRQn)] = ((uint32_t)(SCB->SHP[_SHP_IDX(IRQn)] & ~(0xFFUL << _BIT_SHIFT(IRQn))) |
(((priority << (8U - __NVIC_PRIO_BITS)) & (uint32_t)0xFFUL) << _BIT_SHIFT(IRQn)));
}
}
這里的參數IRQn為中斷ID號,可以為負,也可以為正。當IRQn為負時,設置系統異常的優先級,當IRQn大於等於0時,設置外設中斷優先級,芯片廠商會提供中斷向量表IRQn\_Type,應用層只需要調用即可;priority是0、1、2、3,函數內部會自動移位到對應的優先級最高2位。
方法一:
void NVIC_SetPriority(TIM1_CC_IRQn, 3) ; //設置#14中斷的優先級為0xC0
方法二:
void NVIC_Config(void)
{ NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM1_CC_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
設置好中斷優先級后,用戶還可以讀取當前已經設置的中斷優先級。