STM32单片机系统异常处理：深入剖析，掌握异常处理技巧

# 1. STM32异常处理概述**

STM32单片机系统异常处理机制是处理系统异常事件的关键部分，异常事件是指系统运行过程中发生的非预期事件，如硬件故障、软件错误或外部中断。异常处理机制提供了系统对异常事件的响应和处理能力，确保系统稳定性和可靠性。

本章将介绍STM32异常处理概述，包括异常处理的概念、分类、异常处理寄存器和异常处理机制的基本流程。通过对异常处理机制的深入理解，开发者可以掌握异常处理技巧，提升嵌入式系统开发能力。

# 2.1 异常类型和优先级

### 异常类型

STM32单片机支持多种类型的异常，包括：

- **复位异常：**系统复位或上电复位时触发。
- **硬故障异常：**处理器检测到内部错误，如指令获取错误或数据访问错误。
- **NMI异常：**非屏蔽中断，由外部事件触发，优先级最高。
- **硬中断异常：**由外部中断源触发，优先级高于软件中断。
- **软件中断异常：**由软件指令触发，优先级最低。

### 异常优先级

STM32单片机异常具有可配置的优先级，从最高到最低依次为：

| 异常类型 | 优先级 |
|---|---|
| NMI异常 | 0 |
| 硬故障异常 | 1 |
| 复位异常 | 2 |
| 硬中断异常 | 3-15 |
| 软件中断异常 | 16-255 |

异常优先级决定了异常处理的顺序。当发生多个异常时，优先级较高的异常将被优先处理。

### 异常向量表

异常向量表是一个存储在固定地址的表，包含每个异常类型的处理程序地址。当发生异常时，处理器会根据异常类型从向量表中获取处理程序地址，然后跳转到该地址执行异常处理程序。

STM32单片机的异常向量表位于地址 0x0000 0000。每个异常类型占用 4 个字节，存储处理程序的地址。

| 地址 | 异常类型 | 处理程序地址 |
|---|---|---|
| 0x0000 0000 | 复位异常 | 0x0000 0004 |
| 0x0000 0004 | NMI异常 | 0x0000 0008 |
| 0x0000 0008 | 硬故障异常 | 0x0000 000C |
| ... | ... | ... |

# 3.1 异常处理函数的编写

异常处理函数是异常发生时执行的代码，其主要目的是保存现场、分析异常原因并采取适当的措施。编写异常处理函数时，需要遵循以下原则：

- **保存现场**：异常发生时，程序计数器 (PC) 指向异常发生处的指令，而堆栈指针 (SP) 指向堆栈顶。异常处理函数需要首先保存这些寄存器的值，以便在异常处理完成后恢复程序执行。
- **分析异常原因**：异常处理函数需要分析异常原因，确定异常类型和异常源。异常类型可以通过异常处理寄存器中的异常类型字段确定，而异常源可以通过异常处理寄存器中的异常源字段确定。
- **采取适当的措施**：根据异常类型和异常源，异常处理函数需要采取适当的措施。例如，对于复位异常，异常处理函数需要重新初始化系统；对于硬故障异常，异常处理函数需要进入调试模式。

以下是一个异常处理函数的示例：

void HardFault_Handler(void)
{
    // 保存现场
    __asm