STM32(Cortex-M3)中断优先级理解.doc

STM32(Cortex-M3)中的优先级理解
很多人在配置STM32中断时对固件库中的这个函数NVIC_PriorityGroupConfig()——配置优先级分组方式，会很不理解，尤其是看中文翻译版的，因为中文翻译版里把这里翻译成“先占优先级和从优先级”这样翻译其实是不对的，很容易让人误解。为了便于大家理解，有必要先解释两个概念：
抢占式优先级/响应优先级：
STM32(Cortex-M3)中有两个优先级的概念——抢占式优先级和响应优先级，有人把响应优先级称作'亚优先级'或'副优先级'，每个中断源都需要被指定这两种优先级。
 具有高抢占式优先级的中断可以在具有低抢占式优先级的中断处理过程中被响应，即中断嵌套，或者说高抢占式优先级的中断可以嵌套在低抢占式优先级的中断中。
当两个中断源的抢占式优先级相同时，这两个中断将没有嵌套关系，当一个中断到来后，如果正在处理另一个中断，这个后到来的中断就要等到前一个中断处理完之后才能被处理。如果这两个中断同时到达，则中断控制器根据他们的响应优先级高低来决定先处理哪一个；如果他们的抢占式优先级和响应优先级都相等，则根据他们在中断表中的排位顺序决定先处理哪一个。
看了上面的介绍后，相信大家都明白了这里面的关系了，总结下便是：抢占式优先级>响应优先级>中断表中的排位顺序（其中“>”理解为比较的方向）。
正是因为每个中断源都需要被指定这两种优先级，就需要有相应的寄存器位记录每个中断的优先级；在Cortex-M3中定义了8个比特位用于设置中断源的优先级，这8个比特位可以有8种分配方式，如下：
1.     所有8位用于指定响应优先级
2.     最高1位用于指定抢占式优先级，最低7位用于指定响应优先级
3.     最高2位用于指定抢占式优先级，最低6位用于指定响应优先级
4.     最高3位用于指定抢占式优先级，最低5位用于指定响应优先级
5.     最高4位用于指定抢占式优先级，最低4位用于指定响应优先级
6.     最高5位用于指定抢占式优先级，最低3位用于指定响应优先级
7.     最高6位用于指定抢占式优先级，最低2位用于指定响应优先级
8.     最高7位用于指定抢占式优先级，最低1位用于指定响应优先级
以上便是优先级分组的概念，但是Cortex-M3允许具有较少中断源时使用较少的寄存器位指定中断源的优先级，因此STM32把指定中断优先级的寄存器位减少到4位，这4个寄存器位的分组方式如下：
第0组：所有4位用于指定响应优先级
第1组：最高1位用于指定抢占式优先级，最低3位用于指定响应优先级
第2组：最高2位用于指定抢占式优先级，最低2位用于指定响应优先
 第3组：最高3位用于指定抢占式优先级，最低1位用于指定响应优先级
第4组：所有4位用于指定抢占式优先级
这里便对于于文章最前提到的固件库里相关的函数了——NVIC_PriorityGroupConfig(u32   NVIC_PriorityGroup)，函数的参数共有5种：
这个函数的参数(NVIC_PriorityGroup值)有下列5种：
NVIC_PriorityGroup_0 => 选择第0组
NVIC_PriorityGroup_1 => 选择第1组
NVIC_PriorityGroup_2 => 选择第2组
NVIC_PriorityGroup_3 => 选择第3组
NVIC_PriorityGroup_4 => 选择第4组

NVIC_PriorityGroup
先占优先级
从优先级
描述
NVIC_PriorityGroup_0
0
0-15
先占优先级0位从优先级4位
NVIC_PriorityGroup_1
0-1
0-7
先占优先级1位从优先级3位
NVIC_PriorityGroup_2
0-3
0-3
先占优先级2位从优先级2位
NVIC_PriorityGroup_3
0-7
0-1
先占优先级3位从优先级1位
NVIC_PriorityGroup_4
0-15
0
先占优先级4位从优先级0位

 这其实也很好理解，比如选择NVIC_PriorityGroup_1，那么抢占式优先级便占一位，也就是说可以有2^1个级别，可以设置为0和1，而响应优先级则占3位，也就是说可以有2^3个选择，可以设置为0~7；总共来说就可以区别>16种优先级（为什么大于而不是等于，想想就应该明白了）举个例子吧，假如现在有4个外部中断，还有一个EXTI9_5中断，那么如果选择优先级分组为第1组，那么抢占式优先级便只有两种，5个中断就至少有3个在抢占式优先级上是相同的优先级上，其他两个在令一优先级别。接着设置响应优先级可以有8种选择；假如现在同时有两个抢占式优先级别相同的中断发生，那么处理的顺序是谁的响应优先级高则谁优先进入中断，另外这点是需要注意的，如果此时进入这个中断之后又来了一个抢占式优先级相同但是响应优先级更高的中断，这时也是不会打断已有的中断的。

接下来就是指定中断源的优先级，下面以一个简单的例子说明如何指定中断源的抢占式优先级和响应优先级：
// 选择使用优先级分组第1组
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);

// 使能EXTI0中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 指定抢占式优先级别1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定响应优先级别0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

  // 使能EXTI9_5中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 指定抢占式优先级别0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 指定响应优先级别1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
要注意的几点是：
1）如果指定的抢占式优先级别或响应优先级别超出了选定的优先级分组所限定的范围，将可能得到意想不到的结果；
2）抢占式优先级别相同的中断源之间没有嵌套关系；
3）如果某个中断源被指定为某个抢占式优先级别，又没有其它中断源处于同一个抢占式优先级别，则可以为这个中断源指定任意有效的响应优先级别。
补充：
     抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断，这时是不用管响应优先级的；响应优先级只是在两个或者多个抢占优先级相同的中断同时到来时进入响应优先级高的中断，而如果进入这个中断之后再来一个抢占优先级相同但是响应优先级更高的中断，则不会打断已有的中断。
     总之就是抢占优先级不同的时候看抢占优先级级数，先响应抢占优先级高的中断，而且抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断；当抢占优先级相同的时候看响应优先级级数，先响应响应优先级高的中断，但是响应优先级高的中断不可以打断响应优先级低的中断；

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