STM32单片机中断处理：深入理解中断机制、优先级和嵌套的奥秘

# 1. STM32单片机中断概述

中断是STM32单片机中一种重要的机制，它允许外部事件或内部事件打断当前正在执行的程序，并执行相应的处理程序。中断机制提供了对外部事件的快速响应，以及对系统资源的有效管理。

本节将概述STM32单片机中断的基本概念，包括中断向量表、中断优先级和嵌套机制。通过对这些概念的理解，开发者可以有效地利用中断机制来增强系统的实时性和响应能力。

# 2. 中断机制的深入剖析

### 2.1 中断向量表和中断处理流程

STM32单片机的中断向量表是一个位于固定地址空间的特殊存储区域，它包含了中断处理程序的入口地址。当发生中断时，处理器会自动跳转到中断向量表中相应的中断处理程序入口地址处，执行中断处理程序中的代码。

中断处理流程如下：

1. **中断请求发生：**外部设备或内部事件触发中断请求信号。
2. **中断控制器响应：**中断控制器收到中断请求信号后，会根据中断优先级决定是否响应中断。
3. **保存当前状态：**如果中断控制器响应中断，它会保存当前处理器的状态，包括程序计数器、堆栈指针和寄存器值。
4. **跳转到中断处理程序：**中断控制器从中断向量表中获取相应的中断处理程序入口地址，并跳转到该地址处执行中断处理程序。
5. **中断处理：**中断处理程序执行中断处理逻辑，通常包括清除中断标志位、读取中断源寄存器和执行必要的处理操作。
6. **恢复当前状态：**中断处理完成后，处理器恢复中断发生前的状态，并继续执行被中断的程序。

### 2.2 中断优先级和嵌套

#### 2.2.1 优先级设置和管理

STM32单片机的中断优先级分为256个等级，其中0级最高，255级最低。中断优先级可以通过NVIC（嵌套向量中断控制器）中的寄存器进行设置和管理。

// 设置中断优先级
NVIC_SetPriority(IRQn, priority);

// 获取中断优先级
uint32_t NVIC_GetPriority(IRQn);

#### 2.2.2 中断嵌套和处理策略

中断嵌套是指中断处理过程中又发生了新的中断请求。STM32单片机支持中断嵌套，但嵌套深度有限制。

中断嵌套的处理策略如下：

- **优先级较高的中断会打断优先级较低的中断：**当发生优先级较高的中断时，正在执行的优先级较低的中断会被中断，并进入中断处理程序。
- **中断处理程序执行完成后，处理器会继续执行被中断的优先级较低的中断：**当优先级较高的中断处理完成后，处理器会自动恢复到被中断的优先级较低的中断处理程序中继续执行。
- **嵌套深度限制：**STM32单片机的中断嵌套深度限制为16级。超过嵌套深度限制时，会发生中断嵌套混乱。

下图展示了中断优先级和嵌套的处理流程：

sequenceDiagram
participant User
participant Interrupt Controller
participant Processor

User->Interrupt Controller: Trigger interrupt
Interrupt Controller->Processor: Send interrupt request
Processor->Processor: Save current state
Processor->Interrupt Controller: Get interrupt vector
Processor->Processor: Jump to interrupt handler
Processor->Processor: Execute interrupt handler
Processor->Interrupt Controller: Clear interrupt flag
Processor->Processor: Restore current state
Processor->Processor: Continue executing interrupted program

# 3.1 中断初始化和配置

中断初始化和配置是中断编程实战的关键步骤，需要根据具体的中断类型和应用场景进行设置。STM32单片机提供了丰富的中断源，包括外部中断、定时器中断、串口中断等。本章节将详细介绍外部中断和定时