单片机中的中断

中断为什么要有分组

中断优先级分组的主要原因是‌多任务处理的需要‌。当多个中断源同时发出请求时，CPU需按优先级顺序响应，避免系统资源竞争和任务阻塞。 ‌12

分组依据

中断优先级通常根据以下特性划分：

• ‌紧迫性‌：如硬件故障需立即处理，避免系统崩溃；
• ‌关键性‌：关键任务（如实时数据采集）优先级高于非关键任务；
• ‌频繁性‌：高频事件需优先处理以减少延迟；
• ‌处理复杂度‌：简单中断优先处理，避免复杂中断嵌套导致延迟。 ‌45

分组作用

• ‌有序处理‌：通过优先级分组，CPU可快速响应高优先级中断，低优先级中断则按顺序等待；
• ‌资源保护‌：避免高优先级任务被低优先级任务长时间占用，保障系统稳定性。 ‌24

例如在STM32中，NVIC（嵌套向量中断控制器）支持抢占优先级和响应优先级的组合管理，高抢占优先级可打断低优先级中断，相同优先级则按响应顺序执行。 ‌

抢占优先级和响应优先级

STM32 的中断向量具有两个属性，一个为抢占属性，另一个为响应属性，其属性编号越小，表明它的优先级别越高。

抢占
抢占，是指打断其他中断的属性，即因为具有这个属性会出现嵌套中断（在执行中断服务函数A 的过程中被中断B 打断，执行完中断服务函数B 再继续执行中断服务函数A），抢占属性由NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 的参数配置。

响应
响应属性则应用在抢占属性相同的情况下，当两个中断向量的抢占优先级相同时，如果两个中断同时到达， 则先处理响应优先级高的中断， 响应属性由NVIC_IRQChannelSubPriority 参数配置。

优先级必须配置吗？

在STM32中，中断优先级配置并非必须，但合理配置能显著提升系统性能和稳定性。默认优先级（通常为0）可能无法满足复杂应用需求。 ‌12

默认优先级的表现

STM32中断默认优先级为0（数值越大优先级越低），且未配置时所有中断处于同一优先级。这种情况下，系统可能面临以下问题：

1. ‌响应延迟‌：高优先级中断无法优先处理，导致实时性下降（如温度传感器等关键任务延迟）。
2. ‌中断嵌套限制‌：相同优先级的中断嵌套时，后到达的中断需等待前一个中断完成，可能引发死锁（如两个中断互相等待对方释放资源）。 ‌23

优先级配置的必要性

通过合理分配抢占优先级和响应优先级，可解决上述问题：

1. ‌提升响应速度‌：高优先级中断可打断低优先级中断处理，例如按键响应需优先于数据传输任务。
2. ‌避免死锁‌：通过优先级分组避免资源竞争，例如串口通信与定时器中断互不干扰。 ‌34
3. ‌优化资源分配‌：根据任务紧急程度动态调整优先级，例如紧急报警优先于常规设备控制。 ‌23

配置建议

建议根据实际需求调整：

1. ‌抢占优先级‌：决定中断是否可嵌套（高抢占优先级可打断低优先级中断）。
2. ‌响应优先级‌：在相同抢占优先级时决定处理顺序。
3. ‌分组机制‌：通过NVIC配置（如分组0~7），全局生效但可多次修改。