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stm32——NVIC，EXIT

news 2025/9/6 15:02:52

一、如何提高程序的实时性

轮询式系统

指的是在程序运行时，首先对所有的硬件进行初始化，然后在主程序中写一个死循环，需要运行的功能按照顺序进行执行，轮询系统是一种简单可靠的方式，一般适用于在只需要按照顺序执行的并且没有外部事件的影响的情况下。

程序的运行过程中出现如按键等需要外部检测的事件，轮询系统的实时响应能力变得很差。

int main()
{
//1. 对所有的硬件进行初始化（LED、BEEP、KEY…）

//2.进入死循环
while(1)

{
//点灯
//警报
//按键
}
}

前后台系统

相比于轮询系统，前后台系统增加中断的概念，如果外部事件发生，则在中断中进行处理，主程序在轮询系统中运行，中断被称为前台，主程序中的while(1)就称为后台。中断会终止后台程序的运行，然后跳转到对应的中断服务函数中去处理，处理完成后，在继续执行后台的程序。

//不需要手动调用，当进程捕获到SIGINT信号时，系统会暂停主程序的执行，来执行该函数
void signal_handler(int signum)
{
//处理动作
}

int main()
{
//1.对中断进行注册
signal(SIGINT,signal_handler);

while(1)
{
//执行动作，while(1)不允许退出
}
}

如果使用前后台系统，可以极大程度的提高程序的实时响应能力，避免造成外部事件的缺失。

多任务系统

相比于前后台系统，多任务系统的外部事件也是在中断中进行响应，但是外部事件的处理是任务中进行处理。任务具有优先级，优先级高的任务先处理，所以程序就会被分割为一个个的任务，任务是一个独立的死循环，并且不能返回，可以由操作系统进行任务的调度，程序段的实时响应能力又得到提升。

//任务1
void * task1(void *arg)
{
while(1)
{

}
}

//任务2
void * task2(void *arg)
{
while(1)
{

}
}

int main()
{
//1.对所有的硬件进行初始化
//2.创建任务，并设置任务的属性(优先级、内存分配、时间片)
//3.交给系统的调度器去执行
}

二、外部中断的概述

1.中断的概念

中断指的是CPU来处理和响应外部发生的异常，中断也就意味着打断，比如打断正在做的事，然后去处理一个紧急的事，处理完成后在继续做刚才没做完的事。比如打游戏，女朋友来电话。注意：中断是允许嵌套的！

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2.中断源分析

中断源指的是中断发生的源头，中断源在内核中已经定义好了，中断源也称为向量表，向量表在STM32F4中文参考手册参考。
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Cortex-M4内核一共支持256个中断，其中有16个内核中断，240个外部中断，只不过对于STM32F407系列来说，只用到了一部分，包含了10个内核中断（不可屏蔽中断，无法通过软件进行控制）、82个外部中断（可屏蔽中断，可以通过软件进行控制）。

3.NVIC的概述

NVIC指的是嵌套向量中断控制器，属于内核中的外设，作用是管理所有的中断，比如中断的使能或失能、中断的优先级…。
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不管是Cortex A系列还是Cortex M系列的内核内部均有NVIC，通过NVIC来管理内核异常和外部异常。

中断的使能与失能

NVIC管理中断通道的打开与关闭，可以把NVIC理解为所有中断的开关，想要使用中断发送中断请求，就必须提前打开中断的通道。关于NVIC的使用都存储在一个结构体中，这个结构体和NVIC的函数接口都定义在misc.c和misc.h中。
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中断的优先级设置

NVIC利用4bit的优先级来管理所有的中断通道，STM32中断的优先级分为两种：抢占式优先级（主优先级） + 响应式优先级（子优先级），每种都有16个优先级（0~15），数字越小，优先级越高。

意义：如果同时发生多个中断请求，但是又不能同时处理，就根据中断请求的优先级来处理和响应中断。

抢占优先级（主优先级）：抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断！！！
响应优先级（子优先级）：在同时发生多个中断的情况下，响应优先级高的中断可先执行！！！

(1)抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断
(2)抢占优先级相同的中断同时发生，响应优先级高的中断先执行
(3)抢占优先级相同的多个中断发生，响应优先级高的中断不能打算响应优先级低的中断
(4)抢占优先级和响应优先级相同的多个中断同时发生，则按照向量表的中断编号来执行
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