Cortex-M3中断系统详解：概念、分类与优先级管理

嵌入式入门三——中断系统 在深入理解嵌入式开发时，中断系统是一个至关重要的概念，它允许处理器在执行过程中响应并处理突发的、重要的事件，从而确保系统的实时性和效率。中断系统主要负责处理两种类型的紧急事件：来自CPU内部的异常和来自外部设备的中断。 中断的基本概念涉及微处理器在常规运行时，会按照预设的指令顺序执行。当遇到需要立即关注的事件时，例如GPIO引脚状态改变或定时器溢出，会暂停当前任务，执行中断服务程序（ISP），处理完后再恢复执行。异常，如除数为零或地址越界，也是中断的一种，但通常与外部中断区分开来。 在Cortex-M3这种微控制器架构中，中断被划分为两个大类：系统异常（编号1~15，已预先定义）和外部中断（编号16~255，由芯片厂商定制）。系统异常包括硬故障、非可屏蔽中断（NMI）和复位，这些具有最高优先级，而其他异常和外部中断可以通过NVIC（嵌套向量中断控制器）进行优先级设置。 NVIC作为中断管理的核心组件，它不仅负责所有中断的统一调度，还允许用户通过修改寄存器来调整中断的优先级。值得注意的是，Cortex-M3特别设计了抢占优先级和子优先级的概念，这意味着高优先级中断可以打断低优先级中断的执行。这为系统提供了灵活的中断处理策略，使得在多个中断同时发生时，可以根据设定的优先级决定中断处理的顺序。 在实际应用中，如使用STM32这样的基于Cortex-M3的平台，中断类型和优先级管理是HAL库（硬件抽象层）中不可或缺的部分。HAL库提供了便于使用的中断函数，开发者可以通过这些函数配置中断触发条件、处理函数以及优先级，以适应不同的硬件需求和应用程序逻辑。 学习中断系统不仅有助于理解嵌入式系统的实时响应能力，还能提高代码的稳定性和性能。理解中断机制对于优化中断服务程序的执行、避免死锁和确保关键任务的及时处理至关重要。通过深入研究中断系统，开发者能够更好地设计和调试嵌入式设备，提升其在工业控制、物联网和消费电子等领域中的表现。