STM32中断处理机制详解：揭秘中断响应的秘密，提升系统效率

# 1. STM32中断概述

STM32微控制器具有强大的中断处理机制，它允许系统在发生特定事件时暂停当前任务并执行特定的处理程序。中断处理对于实时系统至关重要，因为它可以确保及时响应外部事件或内部错误。

STM32中断系统由中断向量表、中断优先级和嵌套机制以及中断响应流程组成。中断向量表包含中断服务函数的地址，中断优先级决定了中断响应的顺序，而中断响应流程定义了中断响应的步骤。

# 2. STM32中断处理机制**

**2.1 中断向量表**

中断向量表是存储中断服务函数入口地址的特殊内存区域。当发生中断时，CPU会根据中断号从中断向量表中获取中断服务函数的地址，并跳转到该地址执行中断服务函数。

**2.1.1 中断向量表结构**

STM32的中断向量表是一个32位宽的数组，每个元素对应一个中断号。中断向量表的起始地址为0x00000000，共有256个元素。

**2.1.2 中断向量表初始化**

在系统启动时，中断向量表需要进行初始化。通常，中断向量表会被放置在Flash存储器的指定区域中，并由启动代码进行初始化。

**2.2 中断优先级和嵌套**

STM32的中断分为16个优先级等级，0为最高优先级，15为最低优先级。当发生多个中断时，优先级高的中断会优先响应。

**2.2.1 中断优先级设置**

中断优先级可以通过中断控制器（NVIC）的寄存器进行设置。每个中断都有一个优先级寄存器，可以设置中断的优先级。

**2.2.2 中断嵌套**

STM32支持中断嵌套，即在处理一个中断时可以发生另一个中断。嵌套中断的优先级高于当前正在处理的中断。

**2.3 中断响应流程**

当发生中断时，CPU会执行以下步骤：

1. **保存当前状态：**CPU会将当前程序计数器（PC）和程序状态寄存器（PSR）压入堆栈。
2. **跳转到中断向量表：**CPU根据中断号从中断向量表中获取中断服务函数的地址，并跳转到该地址。
3. **执行中断服务函数：**中断服务函数负责处理中断事件。
4. **恢复当前状态：**中断服务函数执行完毕后，CPU会从堆栈中弹出PC和PSR，恢复中断前的状态。

**代码块：**

void SysTick_Handler(void)
{
    // 中断处理代码
}

**逻辑分析：**

`SysTick_Handler`函数是SysTick定时器中断服务函数。当SysTick定时器中断发生时，CPU会执行此函数。

**参数说明：**

此函数没有参数。

# 3. STM32中断编程实践

### 3.1 中断初始化和配置

**中断向量表**

STM32的中断向量表是一个固定的内存区域，用于存储中断服务例程（ISR）的入口地址。每个中断源都有一个对应的向量表项，指向其ISR的地址。

**中断初始化**

中断初始化涉及以下步骤：

- 使能中断控制器：通过设置NVIC_ISER寄存器，使能特定中断源。
- 设置中断优先级：通过设置NVIC_IPR寄存器，设置中断优先级。
- 设置中断向量表：通过设置NVIC_VTOR寄存器，指定中断向量表的地址。

**代码块：中断初始化示例**

// 使能外部中断0
NVIC_ISER |= (1 << NVIC_IRQ_EXTI0_IRQn);

// 设置外部中断0优先级为3
NVIC_IPR[NVIC_IRQ_EXTI0_IRQn] = 3;

// 设置中断向量表地址为0x08000000
NVIC_VTOR = 0x08000000;

**逻辑分析：**

- `NVIC_ISER`寄存器用于使能中断源，`(1 << NVIC_IRQ_EXTI0_IRQn)`表示使能外部中断0。
- `NVIC_IPR`寄存器用于设置中断优先级，`3`表示外部中断0优先级为3。
- `NVIC_VTOR`寄存器