1.简述中断控制器的主要作用

中断控制器是计算机系统中的一个重要组成部分，其主要作用是协调和管理各种外设和CPU之间的中断信号，实现中断的响应和处理。中断控制器能够监测系统中的各种中断信号，对它们进行分类、分级，并按照优先级顺序分配给CPU进行处理。中断控制器还能够实现中断屏蔽，即对某些中断信号进行屏蔽，从而避免CPU被不必要的中断打扰。通过中断控制器，计算机系统能够实现多任务处理、异步通信等功能，提高系统的可靠性和效率。

相关问题

1.简述外部中断使用的函数，对中断函数写注释 2.通过键盘KEY1产生外部中断，在中断中控制LED发光二极管，当键盘KEY1按下时，发光二极管LED1状态取反。（即按一次KEY1，LED1点亮，再按一次KEY1，LED1熄灭。使用keil5进行编译

1. **外部中断使用的函数**：在嵌入式系统开发中，通常使用中断控制器来处理来自外设的中断请求。外部中断函数通常包含以下几个步骤：

   // 定义中断服务程序函数，如ISR(KEY1_IRQn)
   void ISR(void) interrupt INTERRUPT_VECTOR // 设置中断向量地址，这里假设是KEY1中断的向量号
   {
       // 中断入口点，保存当前CPU的状态
       __asm__("push {r0-r7}");
       
       // 判断中断源，这里是KEY1键触发
       if (INTERRUPT_SOURCE == KEY1_INT) {
           // 处理中断逻辑，例如改变LED状态
           toggle_LED(LED1); // LED1状态反转

           // 中断处理完成，清除中断标志并返回
           INTERRUPT_FLAG_CLEAR(KEY1);
       }

       // 恢复CPU上下文
       __asm__("pop {r0-r7}");
   }
   
   // 注释说明：这个函数在收到外部中断信号（比如KEY1键按下）时自动调用。它首先保存当前处理器状态，然后检查中断源，如果是由KEY1触发，则执行LED状态反转操作，并清除该中断标志。最后，恢复CPU上下文以便继续执行其他任务。

2. **通过键盘和LED实现示例**：
   使用Keil5编译，你需要在硬件初始化阶段设置中断，开启中断，并将按键中断链接到`ISR(KEY1_IRQn)`函数。例如：

void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

// 初始化GPIO口和中断
GPIO_InitStruct.Pin = LED1_Pin; // LED1引脚
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

// 开启中断并配置中断处理函数
HAL_NVIC_SetPriority(KEY1_IRQn, 0, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY1_IRQn);
}

void toggle_LED(uint8_t led_num)
{
GPIO_ToggleBits(GPIOA, led_num << 4); // LED1对应的GPIO位翻转
}

简述嵌套向量中断控制器（NVIC）的主要特性

嵌套向量中断控制器（NVIC）是一种基于优先级的中断控制器，具有以下主要特性：

1. 嵌套优先级：NVIC支持多个中断的嵌套，当一个高优先级的中断出现时，会立即打断当前正在执行的低优先级中断，并在高优先级中断执行完毕后恢复低优先级中断的执行。

2. 可配置优先级：NVIC支持可编程的中断优先级，可以根据应用需求配置每个中断的优先级，以确保重要的中断具有更高的优先级。

3. 中断向量表：NVIC采用中断向量表来管理中断，每个中断都有一个唯一的中断向量号，当中断发生时，CPU会跳转到相应的中断向量表位置执行对应的中断服务程序。

4. 中断屏蔽：NVIC支持中断屏蔽，可以根据需要屏蔽某些中断，以避免中断冲突和干扰。

5. 系统异常处理：NVIC还可以处理一些系统异常，如硬件错误、未定义指令等，以确保系统的可靠性和稳定性。

6. 低功耗模式：NVIC具有低功耗模式，可以在不影响系统正常运行的情况下降低功耗。

总的来说，NVIC是一种高度可配置、灵活性强、可靠性高的中断控制器，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。