GD32F130FXP6学习笔记十：Cortex-M3中断学习

出处：http://blog.csdn.net/sunheshan/article/details/48553467

1 异常

M3支持15个系统异常，240个外部异常IRQ，其中NMI，复位，hardfault

三个异常的优先级固定不可更改且是负数，其余的都可编程。

M3的异常分为抢占优先级和子优先级。

2 关于中断优先级

M3中，除了复位，NMI以及硬fault有固定的优先级，其他优先级都是可编程的。原则上，

CM3支持3个固定的高优先级和多达256级的可编程优先级，并且支持128级抢占。但是，

绝大多数CM3芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数会更少，如8级，16级，

32级等。它们在设计时会裁掉表达优先级的几个低端有效位。如使用3个位表示优先级则配置寄存器的结构如图所示：在M3中，优先级分为两个部分，一个是抢占优先级优先级，一个是子优先级。在计算抢

占优先级和子优先级的有效位数时，必须要知道    1、芯片实际使用了多少位来表达优先级    2、优先级组是如何划分的。    举个例子，如果只使用3个位来表达优先级（[7:5]），并且优先级组的值是5（从比特5处分组），

则得到4级抢占优先级，且在每个抢占优先级的内部有2个子优先级，    当然也可设置全部是抢占优先级没有子优先级    在编写应用程序的时候，只需要系统所需要的中断分组和组内优先级即可，直接调用m3

提供的API函数即可。    在CM3中，允许使用3个位到8个位来表达优先级。为了确定具体的位数，可以先往一个优

先级寄存器中写0xFF，再读回来，读出多少个1，就表示使用多少个位来表达优先级。

关于中断配置基础 
每个外部中断都在NVIC的下列寄存器中“挂号”：

 1. 使能与除能寄存器 2. 悬起与“解悬”寄存器 3. 优先级寄存器 4. 活动状态寄存器 5. 异常掩蔽寄存器（PRIMASK, FAULTMASK以及BASEPRI）另外，下列寄存器也对中断处理有重大影响 1. 向量表偏移量寄存器 2. 软件触发中断寄存器 3. 优先级分组位段其他异常配置寄存器    系统Handler控制及状态寄存器SHCSR用法fault，总线fault以及存储器管理fault都是特殊

的异常，因此给它们开了小灶。它们的使能控制都是通过SHCSR来实现，各种faults的悬起状态

和大多数系统异常的活动状态也都在该寄存器中。中断控制及状态寄存器ICSR    在大多数情况下，它们对于应用软件都没有什么用处，只有悬起位对应用程序常常比较有参考价值。

异常屏蔽寄存器 
PRIMASK用于除能在NMI和硬fault之外的所有异常，它有效地把当前优先级改为0（可编程 
优先级中的最高优先级）。该寄存器可以通过MRS和MSR以下例方式访问： 
1. 关中断

MOV   R0,     #1MSR   PRIMASK, R0 
1
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1
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1. 开中断

MOV   R0,     #0MSR   PRIMASK,  R0
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此外，还可以通过CPS指令快速完成上述功能：

CPSID i    ;关中断CPSIE i    ;开中断
1
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FAULTMASK更绝，它把当前优先级改为-1。这么一来，连硬fault都被掩蔽了。使用方案与PRIMASK

的相似。但要注意的是，FAULTMASK会在异常退出时自动清零。掩蔽寄存器虽然能一手遮天，却都

动不了NMI，因为NMI是用在最危急的情况下的。因此系统为它开出单行道，无需挂号只是不要迟到。

当NMI激活时，“谁都是省略号，唯独是你不得了，第一优先谁比你重要”！试想，如果NMI被连接

到系统的掉电报警线上，且系统是体外循环机的电源管理器……如果因为中断被除能就视而不见，

则会使体外循环机因断电而失能，体外循环序列可以被意外终止，病人的生命也将丢失。

Active状态寄存器 
每个外部中断都有一个活动状态位。在处理器执行了其ISR的第一条指令后，它的活动位就被置1，

并且直到ISR返回时才硬件清零。由于支持嵌套，允许高优先级异常抢占某个ISR。然而，哪怕中

断被抢占，其活动状态也依然为1。

3 使用中断

对于应用程序存储在ROM中，不需要更改异常服务程序。

1. 建立优先级组
2. 为该中断指定优先级
3. 使能该中断

4 cm3.h中操作中断相关函数

__STATIC_INLINE void NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGroup)       //---设置组优先级__STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetPriorityGrouping(void)                  //---获得组优先级__STATIC_INLINE void NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)                 //---使能中断__STATIC_INLINE void NVIC_DisableIRQ(IRQn_Type IRQn)                    //---除能中断__STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)          //---获得被挂起的中断__STATIC_INLINE void NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)             //---挂起中断__STATIC_INLINE void NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type IRQn)           //---清除挂起中断__STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetActive(IRQn_Type IRQn)              //---中断是否活动__STATIC_INLINE void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority)  //---设置中断优先级__STATIC_INLINE uint32_t NVIC_GetPriority(IRQn_Type IRQn)             //---获取中断优先级__STATIC_INLINE void NVIC_SystemReset(void)                          //---NVIC  复位
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5 用户EFM32中断

1）优先级数目 
首先对于特定处理器，支持的外部中断数不一样，故在设置中断优先级时需要知道芯片实际

使用了多少位来表达优先级。在EFM32中：__NVIC_PRIO_BITS定义efm32g280f128.h当中。

#define  __NVIC_PRIO_BITS       3 /**< NVIC interrupt priority bits */
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在cm3.h的优先级设置函数设置优先级语句为：

NVIC->IP[(uint32_t)(IRQn)] = ((priority << (8 - __NVIC_PRIO_BITS)) & 0xff);  
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    从cm3.h设置优先级函数可知芯片实际用了（8-__NVIC_PRIO_BITS）表达优先级。这个

EFM32在startup.s提供的30中断向量数目符合。 2）优先级组    优先级数目是定死了的，对于优先级组AIPCR[8：10]复位值为0，对于（8-__NVIC_PRIO_BITS)

优先级数目来说就全部是抢占优先级而没有子优先级。对于应用程序，可以根据工程需要对优先级组进行设定。

void  NVIC_SetPriorityGrouping (uint32_t PriorityGroup) PriorityGroup
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    有7-PriorityGroup位表示优先级组。如PriorityGroup为5，则[7:6]表示优先级抢占位段。3)开关可屏蔽中断    在core_cmFunc.h中定义了与PRIMASK中断操作相关的函数

    __disable_irq(void);    __enable_irq(void);    __get_PRIMASK(void)；    __set_PRIMASK(uint32_t priMask)；
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6 使用SVC

    SVC指令带一个8位的立即数，可以视为是它的参数，被封装在指令本身中，如：    SVC   3    ;呼叫3号系统服务    SVC是用于呼叫OS所提供API的正道。用户程序只需知道传递给OS的参数，而不必知道各API函数的地址。