笔记三 FreeRTOS中断

笔记三 FreeRTOS中断

---

一、中断介绍

1、什么是中断

让CPU打断正常运行的程序，转而去处理紧急的事件(程序)，就叫中断。

2、中断执行机制

1. 中断请求 ：外设产生中断请求(如：GPIO外部中断、定时器中断…)。
2. 响应中断 ：CPU停止执行当前程序，转而执行中断处理程序(ISR)。
3. 退出中断 ：执行完毕，返回被打断的程序处，继续往下执行。

---

二、中断优先级分组设置

1、中断优先级分组介绍

ARM Cortex-M 使用了8位宽的寄存器来配置中断的优先等级，这个寄存器就是中断优先级配置寄存器。但STM32只用了中断优先级配置寄存器的高4位[7:4]，所以STM32提供了最大16级(0~15)的中断优先等级。

2、什么是抢占优先级，什么是子优先级

STM32的中断优先级可以分为抢占优先级和子优先级。

• 抢占优先级 ：抢占优先级的中断可以打断正在执行但抢占优先级低的中断。
• 子优先级 ：当同时发生具有相同抢占优先级的两个中断时，子优先级数小的优先执行。

注意 ：中断优先级(抢占优先级和子优先级)数值越小，优先级越高。

3、中断优先级配置方式

一共有5种配置方式，对应着中断优先级分组的5个组。

注意：FreeRTOS中为了方便管理，采用第4号(NVIC_PriorityGroup_4)分配方式。

4、FreeRTOS中对中断优先级的管理

1. 低于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY优先级的中断才允许调用FreeRTOS的API函数。
2. 建议将所有优先级位指定为抢占优先级位，方便FreeRTOS管理。
3. 中断优先级数值越小越优先，任务优先级数值越大越优先。

---

三、中断相关寄存器

1、系统中断优先级配置寄存器

三个系统中断优先级配置寄存器，分别为 SHPR1、 SHPR2、 SHPR3 。

• SHPR1寄存器地址：0xE000ED18~0xE000ED1B
• SHPR2寄存器地址：0xE000ED1C~0xE000ED1F
• SHPR3寄存器地址：0xE000ED20~0xE000ED23

注意：FreeRTOS主要是使用SHPR3寄存器对PendSV和Systick中断优先级进行设置(设置为最低优先级)。

2、FreeRTOS如何配置PendSV和Systick中断优先级

注意：在FreeRTOS系统中PendSV和SysTick设置最低优先级。

3、为什么将PendSV和SysTick设置最低优先级

保证系统任务切换不会阻塞系统其他中断的响应。

4、中断屏蔽寄存器

三个中断屏蔽寄存器，分别为PRIMASK、FAULTMASK和BASEPRI 。

FreeRTOS所使用的中断管理就是利用的BASEPRI这个寄存器。

5、BASEPRI中断屏蔽寄存器

BASEPRI：屏蔽优先级低于某一个阈值的中断，当设置为0时，则不关闭任何中断。

比如： BASEPRI设置为0x50，代表中断优先级在5~15内的均被屏蔽，0~4的中断优先级正常执行

6、FreeRTOS的关中断程序

7、FreeRTOS的开中断程序

8、中断服务函数调用FreeRTOS的API函数需注意

1. 中断服务函数的优先级需在FreeRTOS所管理的范围内。
2. 在中断服务函数里边需调用FreeRTOS的API函数，必须使用带“FromISR”后缀的函数。

---

FreeRTOS临界段代码保护

---

一、临界段代码保护简介

1、什么是临界段

临界段代码也叫临界区，是指那些必须完整运行，不能被打断的代码片段。运行时临界段代码时需要关闭中断，当处理完临界段代码以后再打开中断。

2、适用什么场合

• 外设 ：需要严格按照时序初始化的外设，如IIC、SPI等。
• 系统 ：系统自身需求，如任务切换过程等。
• 用户 ：用户需求，如我们写的任务创建任务。

3、什么可以打断当前程序的运行

中断、任务调度。

---

二、临界段代码保护函数介绍

1、临界段代码保护函数

任务级临界区调用格式示例：

中断级临界区调用格式示例：

2、临界段代码保护函数使用特点

1. 成对使用。
2. 支持嵌套。
3. 尽量保持临界段耗时短。

---