开发环境：
MDK：Keil 5.30
STM32CubeMX：V6.4.0
MCU：STM32F103ZET6
6.1中断和异常
Cortex 内核具有强大的异常响应系统，它把能够打断当前代码执行流程的事件分为异常（exception）和中断（interrupt），并把它们用一个表管理起来，编号为 0 ～ 15 的称为内核异常，而 16 以上的则称为外部中断（外是相对内核而言），这个表就称为中断向量表。
STM32 对这个表重新进行了编排，把编号从 –3 至 6 的中断向量定义为系统异常，编号为负的内核异常不能被设置优先级，如复位（Reset）、不可屏蔽中断 （NMI）、硬错误（Hardfault）。从编号 7 开始的为外部中断，这些中断的优先级都是可以自行设置的。
CM3内核支持256个中断，其中 16个内核中断和240个外部中断，并具有256级可编程中断设置。STM32并没有使用CM3的全部内容，而是使用了一部分。STM32有84个中断，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，具有16级可编程中断优先级。STM32F103 在内核水平上搭载了一个异常响应系统， 支持为数众多的系统异常和外部中断。其中系统异常有 8 个（如果把 Reset 和 HardFault 也算上的话就是 10 个），外部中断有 60个。除了个别异常的优先级被定死外，其它异常的优先级都是可编程的。有关具体的系统异常和外部中断可在标准库文件 stm32f10x.h 这个头文件查询到，在 IRQn_Type 这个结构体里面包含了 F103 系列全部的中断和异常声明。F103 的中断和异常清单见下表。
…
6.2 NVIC 简介
在讲如何配置中断优先级之前，我们需要先了解下中断控制器 NVIC （Nested Vectored Interrupt Controller）。 NVIC 是嵌套向量中断控制器，控制着整个芯片中断相关的功能，它跟内核紧密耦合，是内核里面的一个外设。NVIC 是属于 Cortex 内核的器件，不可屏蔽中断 （NMI）和外部中断都由它来处理，而 SYSTICK 不是由 NVIC 来控制的。
但是各个芯片厂商在设计芯片的时候会对 Cortex-M3 内核里面的 NVIC 进行裁剪，把不需要的部分去掉，所以说 STM32 的 NVIC 是 Cortex-M3 的 NVIC 的一个子集。
6.2.1 NVIC 寄存器简介
在固件库中， NVIC 的结构体定义可谓是颇有远虑，给每个寄存器都预留了很多位，恐怕为的是日后扩展功能。不过 STM32F103 可用不了这么多，只是用了部分而已，具体使用了多少可参考《Cortex-M3 内核编程手册》的NVIC 寄存器映射。
[ps] NVIC 结构体定义，来自固件库头文件： core_cm3.h。
在配置中断的时候我们一般只用 ISER、 ICER 和 IP 这三个寄存器， ISER 用来使能中断， ICER 用来失能中断，IP 用来设置中断优先级。
6.2.2 NVIC 中断配置固件库
固件库文件 core_cm3.h 的最后，还提供了 NVIC 的一些函数，这些函数遵循 CMSIS 规则，只要是 Cortex-M3 的处理器都可以使用，具体如下：
| NVIC 库函数 | 描述 |
|---|---|
| void NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn) | 使能中断 |
| void NVIC_DisableIRQ(IRQn_Type IRQn) | 失能中断 |
| void NVIC_SetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn) | 设置中断悬起位 |
| void NVIC_ClearPendingIRQ(IRQn_Type IRQn) | 清除中断悬起位 |
| uint32_t NVIC_GetPendingIRQ(IRQn_Type IRQn) | 获取悬起中断编号 |
| void NVIC_SetPriority(IRQn_Type IRQn, uint32_t priority) | 设置中断优先级 |
| uint32_t NVIC_GetPriority(IRQn_Type IRQn) | 获取中断优先级 |
| void NVIC_SystemReset(void) | 系统复位 |
这些库函数我们在编程的时候用的都比较少，甚至基本都不用。
6.3优先级的定义
6.3.1优先级定义
在 NVIC 有一个专门的寄存器：中断优先级寄存器 NVIC_IPRx，用来配置外部中断的优先级， IPR 宽度为 8bit，原则上每个外部中断可配置的优先级为 0~255，数值越小，优先级越高。但是绝大多数 CM3 芯片都会精简设计，以致实际上支持的优先级数减少，在F103 中，只使用了高 4bit， 如下所示：
用于表达优先级的这 4bit，又被分组成抢占优先级和子优先级。如果有多个中断同时响应，抢占优先级高的就会抢占抢占优先级低的优先得到执行，如果抢占优先级相同，就比较子优先级。如果抢占优先级和子优先级都相同的话，就比较他们的硬件中断编号，编号越小，优先级越高。
Cortex-M系列MCU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，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。
而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。例如，现在有三个中断向量，见下表。
| 中断向量 | 抢占优先级 | 响应优先级 |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 1 | 0 |
| C | 1 | 1 |
若内核正在执行 C 的中断服务函数，则它能被抢占优先级更高的中断 A 打断，由于 B和 C 的抢占优先级相同，所以 C 不能被 B 打断。但如果 B 和 C 中断是同时到达的，内核就会首先响应响应优先级别更高的 B 中断。
6.3.2优先级分组
优先级的分组由内核外设 SCB 的应用程序中断及复位控制寄存器 AIRCR 的PRIGROUP[10:8]位决定， F103 分为了 5 组，具体如下：主优先级=抢占优先级。
设置优先级分组可调用库函数 NVIC_PriorityGroupConfig()实现，有关 NVIC 中断相关的库函数都在库文件 misc.c 和 misc.h 中。
/**
* 配置中断优先级分组：抢占优先级和子优先级
* 形参如下：
* @arg NVIC_PriorityGroup_0: 0bit for 抢占优先级
* 4 bits for 子优先级
* @arg NVIC_PriorityGroup_1: 1 bit for 抢占优先级
* 3 bits for 子优先级
* @arg NVIC_PriorityGroup_2: 2 bit for 抢占优先级
* 2 bits for 子优先级
* @arg NVIC_PriorityGroup_3: 3 bit for 抢占优先级
* 1 bits for 子优先级
* @arg NVIC_PriorityGroup_4: 4 bit for 抢占优先级
* 0 bits for 子优先级
* @注意 如果优先级分组为 0，则抢占优先级就不存在，优先级就全部由子优先级控制
*/
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{
// 设置优先级分组
SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}
在配置优先级的时候，还要注意一个很重要的问题，即中断种类的数量。NVIC 只可以配置 16 种中断向量的优先级，也就是说，抢占优先级和响应优先级的数量由一个 4 位的数字来决定，把这个 4 位数字的位数分配成抢占优先级部分和响应优先级部分。有 5 组分配方式 ：
第 0 组： 所有 4 位用来配置响应优先级。即 16 种中断向量具有都不相同的响应优先级。
第 1 组：最高 1 位用来配置抢占优先级，低 3 位用来配置响应优先级。表示有 21=2 种级别的抢占优先级(0 级，1 级)，有 23=8 种响应优先级，即在 16 种中断向量之中，有8 种中断，其抢占优先级都为 0 级，而它们的响应优先级分别为 0~7，其余 8 种中断向量的抢占优先级则都为 1 级，响应优先级别分别为 0~7。
第 2 组：2 位用来配置抢占优先级，2 位用来配置响应优先级。即 22=4 种抢占优先级，22=4 种响应优先级。
第 3 组：高 3 位用来配置抢占优先级，最低 1 位用来配置响应优先级。即有 8 种抢占优先级，2 种响应 2 优先级。
第 4 组：所有 4 位用来配置抢占优先级，即 NVIC 配置的 24 =16 种中断向量都是只有抢占属性，没有响应属性。
要配置这些优先级组，可以采用库函数 NVIC_PriorityGroupConfi g()，可输入的参数为NVIC_PriorityGroup_0 ～ NVIC_PriorityGroup_4，分别为以上介绍的 5 种分配组。
6.3.3中断编程
在配置每个中断的时候一般有 3 个编程要点：
1、使能外设某个中断，这个具体由每个外设的相关中断使能位控制。比如串口有发送完成中断，接收完成中断，这两个中断都由串口控制寄存器的相关中断使能位控制。
2、初始化 NVIC_InitTypeDef 结构体，配置中断优先级分组，设置抢占优先级和子优先级，使能中断请求。 NVIC_InitTypeDef 结构体在固件库头文件 misc.h 中定义。
typedef struct {
uint8_t NVIC_IRQChannel; // 中断源
uint8_t NVIC_IRQChannelPreemptionPriority; // 抢占优先级
uint8_t NVIC_IRQChannelSubPriority; // 子优先级
FunctionalState NVIC_IRQChannelCmd; // 中断使能或者失能
} NVIC_InitTypeDef;有关 NVIC 初始化结构体的成员我们一一解释下：
1） NVIC_IROChannel：用来设置中断源，不同的中断中断源不一样，且不可写错，即使写错了程序也不会报错，只会导致不响应中断。具体的成员配置可参考 stm32f10x.h 头文件里面的 IRQn_Type 结构体定义，这个结构体包含了所有的中断源。
typedef enum IRQn {
//Cortex-M3 处理器异常编号
NonMaskableInt_IRQn = -14,
MemoryManagement_IRQn = -12,
BusFault_IRQn = -11,
UsageFault_IRQn = -10,
SVCall_IRQn = -5,
DebugMonitor_IRQn = -4,
PendSV_IRQn = -2,
SysTick_IRQn = -1,
//STM32 外部中断编号
WWDG_IRQn = 0,
PVD_IRQn = 1,
TAMP_STAMP_IRQn = 2,
//限于篇幅，中间部分代码省略，具体的可查看库文件 stm32f10x.h
DMA2_Channel2_IRQn = 57,
DMA2_Channel3_IRQn = 58,
DMA2_Channel4_5_IRQn = 59
} IRQn_Type;2） NVIC_IRQChannelPreemptionPriority：抢占优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表6优先级分组真值表 。
3） NVIC_IRQChannelSubPriority：子优先级，具体的值要根据优先级分组来确定，具体参考表6优先级分组真值表 。
4） NVIC_IRQChannelCmd：中断使能（ ENABLE）或者失能（ DISABLE）。操作的是 NVIC_ISER 和 NVIC_ICER 这两个寄存器。
3、编写中断服务函数
在启动文件 startup_stm32f10x_hd.s 中我们预先为每个中断都写了一个中断服务函数，只是这些中断函数都是为空，为的只是初始化中断向量表。实际的中断服务函数都需要我们重新编写，为了方便管理我们把中断服务函数统一写在 stm32f10x_it.c 这个库文件中。关于中断服务函数的函数名必须跟启动文件里面预先设置的一样，如果写错，系统就在中断向量表中找不到中断服务函数的入口，直接跳转到启动文件里面预先写好的空函数，并且在里面无限循环，实现不了中断。
欢迎访问我的网站
BruceOu的哔哩哔哩
BruceOu的主页
BruceOu的博客
BruceOu的CSDN博客
BruceOu的简书
BruceOu的知乎
欢迎订阅我的微信公众号
关注公众号[嵌入式实验楼]获取更多资讯