STM32中断优先级详解：Cortex-M3与STM32中断系统

"这篇笔记主要介绍了STM32中断优先级的相关概念和使用，由马潮了老师撰写。STM32基于Cortex-M3内核，支持84个中断（包括16个内核中断和68个外部中断），并且具有16级可编程中断优先级。中断优先级设置在8位中只使用高4位。笔记着重于外部中断通道的说明，每个通道的优先级由8位的PRI_n控制，STM32实际只用4位。这些优先级控制字组成NVIC的优先级寄存器。此外，4位优先级控制位可以分为抢占优先级和子优先级两部分，有不同的分配方式，如无抢占式优先级和16个子优先级，或者2个抢占式优先级和8个子优先级等。" 在深入探讨STM32中断优先级之前，首先理解基本概念。Cortex-M3内核支持256个中断和256级中断优先级，但STM32仅使用了其中一部分功能。STM32的中断系统由NVIC（Nested Vectored Interrupt Controller）管理，这是Cortex-M3内核的一部分。STM32的NVIC是Cortex-M3完整NVIC的一个子集，提供84个中断通道，其中16个是内核中断，68个是外部中断。每个中断通道都有一个8位的中断优先级控制字节PRI_n，但在STM32中，实际使用的是这8位中的高4位。 中断优先级的设定对于系统的实时响应至关重要。STM32的中断优先级分为抢占优先级和子优先级两部分。抢占优先级决定了哪个中断可以中断当前正在执行的中断服务程序，而子优先级则用于在同一抢占优先级下决定中断的执行顺序。4位优先级控制位的不同组合可以产生不同的优先级模式，例如，若全部4位用于子优先级，则没有抢占优先级，共有16个子优先级级别。如果前2位用于抢占优先级，那么剩余的2位将定义8个子优先级，这样的分配提供了更多的优先级层次。 在STM32中，每个外部设备的中断通道固定分配给特定的中断源，一旦设置了中断通道的优先级，就同时确定了该设备的所有中断事件的优先级。中断服务程序负责处理设备内部的中断顺序。中断优先级寄存器（Priority Register）是由多个PRI_n组成，每个控制字节对应一个中断通道，总共至少17个32位寄存器用于存储这些优先级信息。 理解并正确配置STM32的中断优先级是实现高效实时系统的关键。开发者需要根据应用需求合理分配抢占优先级和子优先级，确保关键任务能够及时响应，同时避免不必要的中断嵌套导致的复杂性。在实际设计中，需要综合考虑中断响应时间、系统负载以及各个功能模块的优先级需求，以实现最佳的中断处理策略。