STM32中断优先级详解：抢占与子优先级

STM32是一款基于ARM Cortex-M3内核的微控制器，被广泛用于嵌入式系统设计。在学习STM32时，中断系统是一个重要的知识点，它允许处理器在执行正常任务的同时，能够快速响应外部事件。本篇文章主要聚焦于STM32中断优先级的相关内容，特别是针对初学者以F103开发板为例的讲解。 中断优先级分为可编程和不可编程两种。在STM32中，中断优先级的高低决定了内核如何处理多个中断请求。中断优先级数值越小，中断的响应优先级越高，遵循小值优先原则。这意味着数值更小的中断将首先被处理。 在STM32F103上，由于使用了8位中断优先级寄存器的高4位，所以支持16个不同的中断优先级（2的4次方）。这些优先级被组织成五组优先级分组。每组包含一个抢占优先级和一个子优先级，总计16个中断优先级。优先级分组是通过嵌套向量中断控制器（NVIC）进行管理的，NVIC是Cortex-M系列处理器内置的一个关键组件，用于处理中断管理和优先级排序。 抢占优先级决定了中断是否可以打断当前正在执行的中断。如果新来的中断抢占优先级更高，那么它会立即打断当前中断并执行其服务函数，形成中断嵌套。如果抢占优先级相同，就不会发生抢占，中断会按顺序执行。 子优先级是在抢占优先级相同的情况下进行排序的依据。如果有多个中断抢占优先级相同，子优先级高的会先被响应。如果抢占优先级和子优先级都相同，那么将根据中断请求（IRQ）编号进行排序，编号小的优先级更高。 在编程实践中，通常不直接使用NVIC的设置中断优先级的函数，因为这些函数没有考虑优先级分组的概念。开发者应该使用STM32 HAL库提供的函数，如`HAL_NVIC_SetPriority()`，来设置中断优先级，这些函数已经考虑了优先级分组的逻辑。 总结STM32中断优先级的工作原理： 1. 当已有中断在执行时，新的中断是否会打断现有中断取决于其抢占优先级。抢占优先级高的中断会打断当前中断并执行，形成中断嵌套。 2. 如果所有中断都在等待状态，抢占优先级高的中断先执行。抢占优先级相同的情况下，子优先级高的中断先执行。 3. 抢占优先级和子优先级都相同的情况下，IRQ编号小的中断优先级更高。 了解并掌握这些中断优先级的概念和使用方法，对于理解和编写高效、响应及时的STM32程序至关重要。在实际项目中，合理设置中断优先级可以优化系统的实时性能，确保关键任务得到及时响应。