ARM Cortex-M系列中断系统详解

# 一、ARM Cortex-M系列介绍

## 1.1 Cortex-M系列概述

ARM Cortex-M系列处理器是针对嵌入式系统设计的低功耗、高性能处理器系列。它们广泛应用于各种嵌入式应用中，包括物联网设备、传感器、工业控制系统等。Cortex-M系列处理器具有低成本、低功耗和高性能的特点，适合对功耗和成本有严格要求的应用场景。

Cortex-M系列处理器最大的特点就是采用了Harvard结构，具有独立的指令和数据总线，可以实现更高的并行性和更快的响应速度。此外，Cortex-M系列处理器还支持多种低功耗模式，可以进一步降低系统的功耗消耗。

## 1.2 Cortex-M中断系统的重要性

在嵌入式系统中，中断系统是至关重要的。Cortex-M系列处理器内置了灵活高效的中断系统，能够响应外部事件、定时器事件等各种中断请求。正确灵活地使用中断系统，能够提高系统的实时响应能力，降低功耗，并简化系统设计。

下面我们将深入了解Cortex-M中断系统的基础知识。
当然可以！以下是文章的第二章节的Markdown格式：

## 二、ARM Cortex-M中断系统基础

### 2.1 中断概念与原理

中断是指CPU在执行程序的过程中，突然转而执行另一个程序的机制。在实时系统中，中断机制可以保证及时响应外部事件，提高系统的实时性和可靠性。Cortex-M处理器的中断系统是其核心功能之一，对于嵌入式系统而言尤为重要。

中断的原理是通过中断请求信号的触发，CPU会根据预先定义的中断处理程序去响应相应的中断请求。在Cortex-M处理器中，中断可以分为内部中断（来自处理器内部）和外部中断（来自外部设备），并且有不同的优先级和相应的中断处理机制。

### 2.2 Cortex-M中断系统架构概述

Cortex-M处理器采用了可灵活配置的中断系统架构，其中断控制器负责中断请求的管理和分发。中断控制器通过中断向量表来定位和调用相应的中断服务程序。另外，在Cortex-M处理器中还引入了优先级分组和抢占机制，保证了中断的响应顺序和实时性。

以上是第二章节的内容，接下来，我将按照这个格式为您继续输出文章的其他章节。
### 三、中断向量表和中断优先级

在ARM Cortex-M中，中断向量表和中断优先级是中断系统的重要组成部分，对于系统的稳定性和响应能力起着关键作用。本节将深入介绍中断向量表的结构与作用，以及中断优先级与嵌套中断的相关知识。

#### 3.1 中断向量表的结构与作用

中断向量表是用来存储所有中断服务函数入口地址的表格，当发生中断时，处理器会根据中断号在向量表中找到相应的中断服务函数入口地址并跳转执行。在Cortex-M架构中，中断向量表通常位于存储器的起始地址，由硬件保护并在系统复位时自动加载到内存中。

Cortex-M中断向量表的结构如下所示：

| Reset |
| NMI   |
| HardFault |
| ...   |
| IRQ0  |
| IRQ1  |
| ...   |
| IRQ(n-1) |

其中，Reset、NMI、HardFault是系统级别的异常，而IRQ0到IRQ(n-1)则对应外部设备的中断。在实际开发中，我们可以通过配