STM32中斷優先級和開關總中斷

STM32(Cortex-M3)中的優先級概念
STM32(Cortex-M3)中有兩個優先級的概念——搶占式優先級和響應優先級，有人把響應優先級稱作亞優先級或副優先級，每個中斷源都需要被指定這兩種優先級。

具有高搶占式優先級的中斷可以在具有低搶占式優先級的中斷處理過程中被響應，即中斷嵌套，或者說高搶占式優先級的中斷可以嵌套低搶占式優先級的中斷。

當兩個中斷源的搶占式優先級相同時，這兩個中斷將沒有嵌套關系，當一個中斷到來后，如果正在處理另一個中斷，這個后到來的中斷就要等到前一個中斷處理完之后才能被處理。如果這兩個中斷同時到達，則中斷控制器根據他們的響應優先級高低來決定先處理哪一個；如果他們的搶占式優先級和響應優先級都相等，則根據他們在中斷表中的排位順序決定先處理哪一個。

既然每個中斷源都需要被指定這兩種優先級，就需要有相應的寄存器位記錄每個中斷的優先級；在Cortex-M3中定義了8個比特位用于設置中斷源的優先級，這8個比特位可以有8種分配方式，如下：

所有8位用于指定響應優先級
最高1位用于指定搶占式優先級，最低7位用于指定響應優先級
最高2位用于指定搶占式優先級，最低6位用于指定響應優先級
最高3位用于指定搶占式優先級，最低5位用于指定響應優先級
最高4位用于指定搶占式優先級，最低4位用于指定響應優先級
最高5位用于指定搶占式優先級，最低3位用于指定響應優先級
最高6位用于指定搶占式優先級，最低2位用于指定響應優先級
最高7位用于指定搶占式優先級，最低1位用于指定響應優先級

這就是優先級分組的概念，在CM3中一共分8個組，GROUP0優先級最高，GROUP7最低，但是在后面講到的STM32這塊具體的芯片只實現了5個優先級分組，即簡化了設計，讀者可以自行參考。




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Cortex-M3允許具有較少中斷源時使用較少的寄存器位指定中斷源的優先級，因此STM32把指定中斷優先級的寄存器位減少到4位，這4個寄存器位的分組方式如下：

第0組：所有4位用于指定響應優先級
第1組：最高1位用于指定搶占式優先級，最低3位用于指定響應優先級
第2組：最高2位用于指定搶占式優先級，最低2位用于指定響應優先級
第3組：最高3位用于指定搶占式優先級，最低1位用于指定響應優先級
第4組：所有4位用于指定搶占式優先級

可以通過調用STM32的固件庫中的函數NVIC_PriorityGroupConfig()選擇使用哪種優先級分組方式，這個函數的參數有下列5種：

NVIC_PriorityGroup_0 => 選擇第0組
NVIC_PriorityGroup_1 => 選擇第1組
NVIC_PriorityGroup_2 => 選擇第2組
NVIC_PriorityGroup_3 => 選擇第3組
NVIC_PriorityGroup_4 => 選擇第4組

接下來就是指定中斷源的優先級，下面以一個簡單的例子說明如何指定中斷源的搶占式優先級和響應優先級：

// 選擇使用優先級分組第1組
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

// 使能EXTI0中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 指定搶占式優先級別1

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定響應優先級別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

// 使能EXTI9_5中斷
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 指定搶占式優先級別0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定響應優先級別1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

要注意的幾點是：

1）如果指定的搶占式優先級別或響應優先級別超出了選定的優先級分組所限定的范圍，將可能得到意想不到的結果；

2）搶占式優先級別相同的中斷源之間沒有嵌套關系；

3）如果某個中斷源被指定為某個搶占式優先級別，又沒有其它中斷源處于同一個搶占式優先級別，則可以為這個中斷源指定任意有效的響應優先級別。

二，開關總中斷：

在STM32/Cortex-M3中是通過改變CPU的當前優先級來允許或禁止中斷。
PRIMASK位：只允許NMI和hard fault異常，其他中斷/異常都被屏蔽(當前CPU優先級=0)。
FAULTMASK位：只允許NMI，其他所有中斷/異常都被屏蔽(當前CPU優先級=-1)。

在STM32固件庫中(stm32f10x_nvic.c和stm32f10x_nvic.h) 定義了四個函數操作PRIMASK位和FAULTMASK位，改變CPU的當前優先級，從而達到控制所有中斷的目的。

下面兩個函數等效于關閉總中斷：
void NVIC_SETPRIMASK(void)；
void NVIC_SETFAULTMASK(void)；

下面兩個函數等效于開放總中斷：
void NVIC_RESETPRIMASK(void)；
void NVIC_RESETFAULTMASK(void)；

上面兩組函數要成對使用，不能交叉使用。

例如：

第一種方法：
NVIC_SETPRIMASK()； //關閉總中斷
NVIC_RESETPRIMASK()；//開放總中斷

第二種方法：
NVIC_SETFAULTMASK()； //關閉總中斷
NVIC_RESETFAULTMASK()；//開放總中斷

常常使用

NVIC_SETPRIMASK(); // Disable Interrupts
NVIC_RESETPRIMASK(); // Enable Interrupts