Cortex-M3基础：嵌套向量中断控制器NVIC详解

"嵌套向量中断控制器NVIC在Cortex-M3中的应用" Cortex-M3处理器内核集成了一种名为嵌套向量中断控制器（Nested Vectored Interrupt Controller，简称NVIC）的中断管理系统，它在微控制器设计中扮演着至关重要的角色。NVIC提供了多种高级功能，以优化中断处理过程，提高系统的实时性和响应速度。 1. 可嵌套中断支持：NVIC允许中断在执行过程中被更高优先级的中断打断，确保了对高优先级事件的快速响应。这种可嵌套性使得系统能够处理多个同时发生的中断事件，按照优先级顺序进行处理。 2. 向量中断支持：NVIC采用向量中断机制，每个中断都有一个固定的中断向量地址，这个地址指示了中断服务例程的入口点。这种机制简化了中断处理流程，提高了中断处理的效率。 3. 动态优先级调整：NVIC支持在运行时动态调整中断的优先级，使得开发者可以根据应用需求灵活配置中断的优先级级别。 4. 中断延迟缩短：NVIC设计的目标之一就是减少中断响应时间，通过优化中断处理流程，使系统能更快地从正常执行状态切换到中断服务。 5. 中断可屏蔽：NVIC提供了中断屏蔽功能，允许通过设置中断屏蔽寄存器来禁止特定中断的发生，从而在必要时保护系统免受不必要的中断干扰。 Cortex-M3处理器本身是一个32位的处理器内核，其内部架构包括一系列的寄存器，这些寄存器对于中断处理和其他操作至关重要： - R0-R12：通用寄存器，用于一般数据处理。其中R0-R7在多数Thumb指令中可以直接访问。 - R13：包含两个堆栈指针，主堆栈指针（MSP）用于复位和异常处理，进程堆栈指针（PSP）则由用户程序使用。 - R14：连接寄存器（LR），在子程序调用中存储返回地址，提高效率。 - R15：程序计数寄存器（PC），指向当前执行的指令地址，修改它可以改变程序执行路径。 此外，Cortex-M3还包括一组特殊功能寄存器，如程序状态字寄存器（PSRs）、中断屏蔽寄存器（如PRIMASK, FAULTMASK, BASEPRI）和控制寄存器（CONTROL）。这些寄存器用于控制处理器的状态、中断处理和权限管理。 - PSRs包含了应用程序PSR（APSR）、中断号PSR（IPSR）和执行PSR（EPSR），用于存储处理器的运行状态，如条件码、中断状态等。 - PRIMASK用于全局屏蔽所有中断，但非屏蔽中断（NMI）除外。 - FAULTMASK可以屏蔽所有故障中断，而不会影响NMI。 - CONTROL寄存器则用于控制处理器的操作模式和堆栈指针的选择。 NVIC在Cortex-M3中的实现提供了强大的中断管理和控制机制，配合处理器的其他硬件特性，使得Cortex-M3适用于需要高效中断处理的嵌入式应用。通过理解和充分利用这些特性，开发者可以构建出更加可靠和高性能的嵌入式系统。