STM32单片机中断系统详解：嵌套中断、优先级、中断向量表，深度解读

# 1. STM32单片机中断系统概述

STM32单片机中断系统是一种用于处理外部事件或内部事件的机制。它允许单片机在执行主程序时，暂停当前任务并执行中断服务程序（ISR）。中断系统由中断控制器和中断向量表组成，负责管理中断请求、优先级和ISR的执行。

中断控制器负责检测中断请求，并根据中断优先级确定要执行的ISR。中断向量表是一个存储ISR地址的表，中断控制器使用它来找到要执行的ISR。中断系统允许单片机快速响应外部事件，如按键按下或定时器溢出，从而提高系统的实时性和可靠性。

# 2. STM32单片机中断向量表

### 2.1 中断向量表结构

STM32单片机的中断向量表位于存储器空间的低地址区，通常从0x0000 0000开始，大小为1MB。中断向量表由一系列中断向量组成，每个中断向量对应一个中断源。中断向量是一个32位的地址，指向中断处理函数的入口地址。

中断向量表的结构如下：

| 中断源 | 中断向量 | 中断处理函数入口地址 |
|---|---|---|
| Reset | 0x0000 0000 | Reset_Handler |
| NMI | 0x0000 0004 | NMI_Handler |
| HardFault | 0x0000 0008 | HardFault_Handler |
| MemManage | 0x0000 000C | MemManage_Handler |
| BusFault | 0x0000 0010 | BusFault_Handler |
| UsageFault | 0x0000 0014 | UsageFault_Handler |
| SVC | 0x0000 0018 | SVC_Handler |
| DebugMon | 0x0000 001C | DebugMon_Handler |
| PendSV | 0x0000 0020 | PendSV_Handler |
| SysTick | 0x0000 0024 | SysTick_Handler |
| ... | ... | ... |

### 2.2 中断向量表配置

中断向量表可以通过以下方式配置：

- **使用启动文件：**启动文件（如startup_stm32f4xx.s）定义了中断向量表的布局和中断处理函数的入口地址。
- **使用汇编代码：**可以使用汇编代码直接修改中断向量表。
- **使用库函数：**STM32标准库提供了库函数来配置中断向量表，如NVIC_SetVector()和NVIC_GetVector()。

以下代码示例演示了如何使用库函数配置中断向量表：

#include "stm32f4xx_hal.h"

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

int main() {
  // 配置中断向量表
  NVIC_SetVector(SysTick_IRQn, (uint32_t)MyInterruptHandler);

  // ...
}

在上面的代码中，NVIC_SetVector()函数将SysTick中断向量配置为指向MyInterruptHandler()函数。

# 3.1 中断优先级配置

### 优先级配置寄存器

STM32单片机的中断优先级配置寄存器为NVIC_IPR（Nested Vectored Interrupt Controller Interrupt Priority Register），位于NVIC外设中。NVIC_IPR寄存器是一个32位的寄存器，每4位对应一个中断源的优先级设置，共有8个中断源优先级配置位。

### 优先级配置值

NVIC_IPR寄存器的每4位优先级配置值对应一个中断源的优先级，取值范围为0~15，其中0为最低优先级，15为最高优先级。优先级配置值越大，中断源的优先级越高。

### 优先级配置方式

中断源的优先级配置可以通过直接对NVIC_IPR寄存器进行写操作来实现。具体配置方式如下：

/* 设置中断源为最高优先级 */
NVIC_IPR_SetPriority(NVIC_IRQ_EXTI0, NVIC_IPR_PRIORITY_HIGHEST);