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NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller,嵌套向量中断控制器)是 Cortex-M4 内核中的中断控制器,用于管理所有中断和异常。STM32F407 系列芯片基于 Cortex-M4 内核,配备了功能强大的 NVIC,支持多达 82 个中断源,支持中断优先级分组、中断嵌套、中断屏蔽等功能,…简介NVIC(Nested Vectored Interrupt Controller,嵌套向量中断控制器)是 Cortex-M4 内核中的中断控制器,用于管理所有中断和异常。STM32F407 系列芯片基于 Cortex-M4 内核,配备了功能强大的 NVIC,支持多达 82 个中断源,支持中断优先级分组、中断嵌套、中断屏蔽等功能,是实现实时系统的关键组件。本文从 NVIC 的基本原理出发,详细讲解 STM32F407 NVIC 的配置方法、代码实现、中断管理以及实际应用案例,帮助你快速掌握 NVIC 的使用技巧。一、NVIC核心概念与分类1.1 基本概念NVIC 是 Cortex-M4 内核中的中断控制器,其主要特点包括:多中断源:支持多达 82 个中断源优先级分组:支持 16 级优先级,可灵活分组中断嵌套:高优先级中断可以打断低优先级中断中断屏蔽:支持全局中断屏蔽和单个中断屏蔽自动上下文保存:自动保存和恢复 CPU 上下文关键参数:中断优先级:16 级优先级(0-15),0 为最高优先级优先级分组:抢占优先级和子优先级的分组方式中断向量:每个中断对应一个中断向量中断挂起:记录中断的状态1.2 STM32F407 的 NVIC 资源STM32F407 系列芯片基于 Cortex-M4 内核,配备了功能强大的 NVIC:功能特性中断源数量82 个中断源优先级级别16 级优先级(0-15)优先级分组5 种分组方式(0-4)中断嵌套支持中断嵌套中断屏蔽支持全局中断屏蔽和单个中断屏蔽中断挂起支持中断挂起和清除中断源分类:系统异常:包括 NMI、HardFault、MemManage、BusFault、UsageFault 等外部中断:包括 WWDG、PVD、TAMPER、RTC、FLASH、RCC、EXTI、DMA、ADC、USART、SPI、I2C、TIM、CAN、USB、ETH 等关键特性:支持 16 级优先级支持中断优先级分组支持中断嵌套支持中断屏蔽支持中断挂起支持自动上下文保存二、NVIC工作原理2.1 基本工作原理NVIC 的基本工作原理是管理所有中断和异常,根据优先级决定中断响应顺序。工作流程:外设或外部事件触发中断NVIC 接收中断请求NVIC 根据优先级决定是否响应中断如果中断优先级高于当前执行的优先级,NVIC 响应中断CPU 自动保存上下文,跳转到中断服务函数中断服务函数执行完毕,CPU 自动恢复上下文,继续执行被打断的任务2.2 优先级分组NVIC 支持 5 种优先级分组方式:分组方式0:抢占优先级:0 位子优先级:4 位优先级范围:0-15分组方式1:抢占优先级:1 位子优先级:3 位抢占优先级范围:0-1子优先级范围:0-7分组方式2:抢占优先级:2 位子优先级:2 位抢占优先级范围:0-3子优先级范围:0-3分组方式3:抢占优先级:3 位子优先级:1 位抢占优先级范围:0-7子优先级范围:0-1分组方式4:抢占优先级:4 位子优先级:0 位抢占优先级范围:0-15子优先级范围:02.3 中断嵌套NVIC 支持中断嵌套,高优先级中断可以打断低优先级中断。中断嵌套规则:抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的中断抢占优先级相同的中断不能互相打断抢占优先级相同的中断,子优先级高的先响应抢占优先级和子优先级都相同的中断,中断号小的先响应三、NVIC配置与代码实现3.1 标准库配置步骤使用标准库配置 NVIC 的基本步骤:配置优先级分组配置中断优先级使能中断3.2 代码实现(优先级分组方式2)#include"stm32f4xx.h"/** * @brief 初始化NVIC * @param 无 * @retval 无 */voidNVIC_Init_Config(void){NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;// 1. 配置优先级分组方式2(2位抢占优先级,2位子优先级)NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2)