如果外部中斷來的頻率足夠快,上一個(gè)中斷沒有處理完成,新來的中斷該如何處理?
中斷一般是由硬件(例如外設(shè)、外部引腳)產(chǎn)生,當(dāng)某種內(nèi)部或外部事件發(fā)生時(shí),MCU的中斷系統(tǒng)將迫使 CPU 暫停正在執(zhí)行的程序,轉(zhuǎn)而去進(jìn)行中斷事件的處理,中斷處理完畢后,又返回被中斷的程序處,繼續(xù)執(zhí)行下去,所有的Cortex-M 內(nèi)核系統(tǒng)都有一個(gè)用于中斷處理的組件NVIC,主要負(fù)責(zé)處理中斷,還處理其他需要服務(wù)的事件。嵌套向量式中斷控制器(NVIC: Nested Vectored Interrupt Controller)集成在Cortex-M0處理器里,它與處理器內(nèi)核緊密相連,并且提供了中斷控制功能以及對(duì)系統(tǒng)異常的支持。 處理器中的NVIC能夠處理多個(gè)可屏蔽中斷通道和可編程優(yōu)先級(jí),中斷輸入請(qǐng)求可以是電平觸發(fā),也可以是最小的一個(gè)時(shí)鐘周期的脈沖信號(hào)。每一個(gè)外部中斷線都可以獨(dú)立的使能、清除或掛起,并且掛起狀態(tài)也可以手動(dòng)地設(shè)置和清除。 主程序正在執(zhí)行,當(dāng)遇到中斷請(qǐng)求(Interrupt Request)時(shí),暫停主程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)而去執(zhí)行中斷服務(wù)例程(Interrupt Service Routine,ISR),稱為響應(yīng),中斷服務(wù)例程執(zhí)行完畢后返回到主程序斷點(diǎn)處并繼續(xù)執(zhí)行主程序。多個(gè)中斷是可以進(jìn)行嵌套的。正在執(zhí)行的較低優(yōu)先級(jí)中斷可以被較高優(yōu)先級(jí)的中斷所打斷,在執(zhí)行完高級(jí)中斷后返回到低級(jí)中斷里繼續(xù)執(zhí)行,采用“咬尾中斷”機(jī)制。

SCB寄存器的起始地址:0xE000ED00,也是每次32bit訪問,SCB寄存器主要包含SysTick操作、異常管理和休眠模式控制。
NVIC具有以下特性:
- 靈活的中斷管理:使能清除、優(yōu)先級(jí)配置
- 硬件嵌套中斷支持
- 向量化的異常入口
- 中斷屏蔽
1. 中斷使能和清除使能
arm將處理器的中斷使能設(shè)置和清除設(shè)置寄存器分在兩個(gè)不同的地址,這種設(shè)計(jì)主要有如下優(yōu)勢(shì):一方面這種方式減少了使能中斷所需要的步驟,使能一個(gè)中斷NVIC只需要訪問一次,同時(shí)也減少了程序代碼并且降低了執(zhí)行時(shí)間,另一方面當(dāng)多個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程同時(shí)訪問寄存器或者在讀寫操作寄存器時(shí)有操作其他的中斷使能位,這樣就有可能導(dǎo)致寄存器丟失,設(shè)置和清除分成兩個(gè)寄存器能夠有效防止控制信號(hào)丟失。

1.1 C代碼
*(volatileunsignedlong)(0xE000E100)=0x4;//使能#2中斷 *(volatileunsignedlong)(0xE000E180)=0x4;//清除#2中斷
1.2 匯編代碼
__asmvoidInterrupt_Enable() { LDRR0,=0xE000E100;//ISER寄存器的地址 MOVSR1,#04;//設(shè)置#2中斷 STRR1,[R0];//使能中斷#2 } __asmvoidInterrupt_Disable() { LDRR0,=0xE000E180;//ICER寄存器的地址 MOVSR1,#04;//設(shè)置#2中斷 STRR1,[R0];//使能中斷#2 }
1.3 CMSIS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù)
//使能中斷#IRQn __STATIC_INLINEvoid__NVIC_EnableIRQ(IRQn_TypeIRQn) { if((int32_t)(IRQn)>=0){ NVIC->ISER[0U]=(uint32_t)(1UL<(((uint32_t)(int32_t)IRQn)?&?0x1FUL)); ????} } //清除中斷#IRQn __STATIC_INLINE?void?__NVIC_DisableIRQ(IRQn_Type?IRQn)? { ????if?((int32_t)(IRQn)?>=0){ NVIC->ICER[0U]=(uint32_t)(1UL<(((uint32_t)(int32_t)IRQn)?&?0x1FUL)); ????????__DSB(); ????????__ISB(); ????} } //讀取使能中斷#IRQn __STATIC_INLINE?uint32_t?__NVIC_GetEnableIRQ(IRQn_Type?IRQn) { ????if?((int32_t)(IRQn)?>=0){ return((uint32_t)(((NVIC->ISER[0U]&(1UL<(((uint32_t)(int32_t)IRQn)?&?0x1FUL)))?!=?0UL)???1UL?:?0UL)); ????} ????else?{ ????????return(0U); ????} }
2. 中斷掛起和清除掛起
如果一個(gè)中斷發(fā)生了,卻無法立即處理,這個(gè)中斷請(qǐng)求將會(huì)被掛起。掛起狀態(tài)保存在一個(gè)寄存器中,如果處理器的當(dāng)前優(yōu)先級(jí)還沒有降低到可以處理掛起的請(qǐng)求,并且沒有手動(dòng)清除掛起狀態(tài),該狀態(tài)將會(huì)一直保持。可以通過操作中斷設(shè)置掛起和中斷清除掛起兩個(gè)獨(dú)立的寄存器來訪問或者修改中斷掛起狀態(tài),中斷掛起寄存器也是通過兩個(gè)地址來實(shí)現(xiàn)設(shè)置和清除相關(guān)位。這使得每一個(gè)位都可以獨(dú)立修改,并且無需擔(dān)心在兩個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程競爭訪問時(shí)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失。

2.1 C代碼
*(volatileunsignedlong)(0xE000E100)=0x4;//使能中斷#2 *(volatileunsignedlong)(0xE000E200)=0x4;//掛起中斷#2 *(volatileunsignedlong)(0xE000E280)=0x4;//清除中斷#2的掛起狀態(tài)
2.2 匯編代碼
__asmvoidInterrupt_Set_Pending() { LDRR0,=0xE000E100;//設(shè)置使能中斷寄存器地址 MOVSR1,#0x4;//中斷#2 STRR1,[R0];//使能#2中斷 LDRR0,=0xE000E200;//設(shè)置掛起中斷寄存器地址 MOVSR1,#0x4;//中斷#2 STRR1,[R0];//掛起#2中斷 } __asmvoidInterrupt_Clear_Pending() { LDRR0,=0xE000E100;//設(shè)置使能中斷寄存器地址 MOVSR1,#0x4;//中斷#2 STRR1,[R0];//使能#2中斷 LDRR0,=0xE000E280;//設(shè)置清除中斷掛起寄存器地址 MOVSR1,#0x4;//中斷#2 STRR1,[R0];//清除#2的掛起狀態(tài) }
2.3 CMSIS標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù)
//設(shè)置一個(gè)中斷掛起 __STATIC_INLINEvoid__NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_TypeIRQn) { if((int32_t)(IRQn)>=0){ NVIC->ISPR[0U]=(uint32_t)(1UL<(((uint32_t)(int32_t)IRQn)?&?0x1FUL)); ????} } //清除中斷掛起 __STATIC_INLINE?void?__NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type?IRQn)? { ????if?((int32_t)(IRQn)?>=0){ NVIC->ICPR[0U]=(uint32_t)(1UL<(((uint32_t)(int32_t)IRQn)?&?0x1FUL)); ????} } //讀取中斷掛起狀態(tài) __STATIC_INLINE?uint32_t?__NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type?IRQn)? { ????if?((int32_t)(IRQn)?>=0){ return((uint32_t)(((NVIC->ISPR[0U]&(1UL<(((uint32_t)(int32_t)IRQn)?&?0x1FUL)))?!=?0UL)???1UL?:?0UL)); ????} ????else?{ ????????return(0U); ????} }NVIC屬于處理器內(nèi)核部分,因此在MM32 MCU芯片的用戶手冊(cè)中只有簡單的提及,沒有重點(diǎn)講述,需要深入了解相關(guān)寄存器和功能需要參考《Cortex-M0技術(shù)參考手冊(cè)》。
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審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:單片機(jī)中斷程序,如何被中斷?
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