为什么需要中断
在使用单片机时,最开始我们会使用一个Main函数,然后所有的功能都往里丢。在任务少的时候,并没有什么问题。例如在main函数添加点亮LED,添加延时函数,添加KEY扫描。
一切都好像完美运行,但是如果我们将延时的时间加长,然后去KEY,这时候我们可以发现,我们按的KEY时好是坏。这时候我们就会很痛苦了,我们需要长时间的延时,但是又想我们的KEY功能正常,我们不得不想办法解决这个问题,如果每次按下KEY时,我们都让单片机先去响应KEY的功能,我们就不会有按键时好时坏的感觉了,响应完KEY的功能后,我们在回来执行延时。
为了清除的描述上面的情况,我们取了新的词语描述整一个过程
KEY按下 --中断源请求
单片机停止延时函数,跳转到KEY功能 --中断响应
执行KEY功能 ----中断服务
返回继续执行延时 --- 中断返回
我们也清楚的知道,中断作用是为了打断主程序正常执行,去执行紧急任务,执行完后返回继续执行主程序
既然需要实现中断,在CPU中肯定需要相对应硬件支持中断,我们称这个为中断系统。中断系统对中断进行管理。
中断系统的功能
1)实现中断响应与中断返回
根据中断请求优先级是否马上进行中断响应;
执行中断响应时,需要将当前运行的状态(程序指针PC、寄存器、标志位)压入堆栈保存,保护现场,然后进入中断服务程序;
中断服务程序执行完后,恢复原来的运行状态,恢复现场。
2)中断优先权
一般系统有多个中断源(可以请求中断的事件),它们进行中断请求时,需要区分优先级进行响应。
3)中断嵌套
中断可以实现嵌套,当CPU正在响应某个中断,这个时候有更高优先级的中断请求,高优先级的中断可以打断低优先级的中断,先高优先级中断,然后返回执行低优先级中断。
中断控制器与中断向量表
STM32F407使用中断管理器(NVIC)管理所有的中断,管理的中断排序被成为中断向量表。我们可以在"startup_stm32f407xx.s"中找到,实际每一中断向量均为一个中断服务函数地址。当中断发生时,根据中断向量跳转到对应的中断服务函数。
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
AREA RESET, DATA, READONLY
EXPORT __Vectors
EXPORT __Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size
__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
DCD NMI_Handler ; NMI Handler
DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler
DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler
DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler
DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD SVC_Handler ; SVCall Handler
DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
; External Interrupts
DCD WWDG_IRQHandler ; Window WatchDog
DCD PVD_IRQHandler ; PVD through EXTI Line detection
DCD TAMP_STAMP_IRQHandler ; Tamper and TimeStamps through the EXTI line
DCD RTC_WKUP_IRQHandler ; RTC Wakeup through the EXTI line
DCD FLASH_IRQHandler ; FLASH
DCD RCC_IRQHandler ; RCC
DCD EXTI0_IRQHandler ; EXTI Line0
DCD EXTI1_IRQHandler ; EXTI Line1
DCD EXTI2_IRQHandler ; EXTI Line2
DCD EXTI3_IRQHandler ; EXTI Line3
DCD EXTI4_IRQHandler ; EXTI Line4
DCD DMA1_Stream0_IRQHandler ; DMA1 Stream 0
DCD DMA1_Stream1_IRQHandler ; DMA1 Stream 1
DCD DMA1_Stream2_IRQHandler ; DMA1 Stream 2
DCD DMA1_Stream3_IRQHandler ; DMA1 Stream 3
DCD DMA1_Stream4_IRQHandler ; DMA1 Stream 4
DCD DMA1_Stream5_IRQHandler ; DMA1 Stream 5
DCD DMA1_Stream6_IRQHandler ; DMA1 Stream 6
DCD ADC_IRQHandler ; ADC1, ADC2 and ADC3s
DCD CAN1_TX_IRQHandler ; CAN1 TX
DCD CAN1_RX0_IRQHandler ; CAN1 RX0
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