大白话畅谈：stm32中断和FreeRTOS的中断

STM32 的中断（裸机开发）

STM32 的中断就像是 “紧急电话”，当某个硬件事件（比如按键按下、定时器到点、串口收到数据）发生时，CPU 会 暂停 当前的任务，立刻处理 这个紧急事件，处理完再回来继续原来的工作。

关键点：

1. 中断源：

   • 比如 GPIO 引脚电平变化、定时器溢出、UART 收到数据等，都能触发中断。

   • STM32 的中断向量表（startup_stm32xxxxx.s）定义了所有可能的中断。

2. 中断优先级：

   • STM32 使用 NVIC（嵌套向量中断控制器）管理优先级。

   • 优先级高的中断可以打断优先级低的中断（嵌套中断）。

3. 中断处理函数（ISR）：

   • 在代码里写一个函数，比如 void USART1_IRQHandler()，STM32 检测到中断后会自动跳转执行它。

   • ISR 要尽量短，避免长时间占用 CPU，否则会影响其他中断和主程序。

4. 中断开关：

   • HAL_NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn) —— 开启中断

   • HAL_NVIC_DisableIRQ(USART1_IRQn) —— 关闭中断

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FreeRTOS 的中断管理

FreeRTOS 是一个实时操作系统，它 仍然依赖 STM32 的中断机制，但增加了 任务调度 和 临界区保护，避免中断和任务互相干扰。

关键点：

1. FreeRTOS 如何管理中断？

   • FreeRTOS 提供了 “中断安全”的 API（以 FromISR 结尾的函数），比如 xQueueSendFromISR()，可以在中断里安全地发送数据给任务。

   • 普通任务 API（如 xQueueSend()）不能在中断里用！

2. 临界区保护（关中断）：

   • taskENTER_CRITICAL() —— 临时关闭中断（防止任务被中断打断）

   • taskEXIT_CRITICAL() —— 恢复中断

   • 适用于 保护共享数据（比如全局变量）。

3. 任务和中断的交互：

   • 中断发送信号量/队列 → 任务接收并处理（避免在中断里做复杂操作）。

   • 例如：

     // 在中断里发送数据
     BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
     xQueueSendFromISR(xQueue, &data, &xHigherPriorityTaskWoken);
     portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); // 如果需要，立即切换任务

4. 中断优先级 vs FreeRTOS 优先级：

   • FreeRTOS 的 任务切换（PendSV） 通常设为 最低优先级，确保高优先级中断能立即响应。

   • SysTick 中断（系统心跳）负责 任务时间片调度。

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对比总结

对比项	STM32（裸机）	FreeRTOS
中断处理	直接写 ISR	用 FromISR API
任务切换	无	由 SysTick 和 PendSV 管理
临界区保护	手动开关中断	taskENTER_CRITICAL()
数据交互	全局变量（需保护）	队列、信号量（更安全）

大白话总结

• STM32 中断：就像 “接紧急电话”，处理完就回去继续干活。

• FreeRTOS 中断：在“接电话”时，还能 告诉任务（比如：“数据收到了，你去处理吧”），但 不能耽误太久，否则系统会卡住。

• FreeRTOS 的优势：让中断和任务 安全协作，避免数据混乱，提高系统稳定性。

适用场景：

• 裸机中断：简单项目，比如 LED 闪烁、按键检测。

• FreeRTOS 中断：复杂系统，比如多任务 + 网络通信 + 传感器数据处理。