4、中断优先级配置：抢占优先级与子优先级、优先级分组、优先级配置实战
好，咱们接着聊中断。上一节我们把中断的开关、挂起、清除这些基本操作捋了一遍。这一节，咱们要啃一块硬骨头——中断优先级配置。
说实话，我刚入行那会儿，觉得中断优先级不就是“谁重要谁先响应”嘛，有啥好讲的？结果第一次做多中断嵌套的项目，就踩了坑。两个中断同时触发，系统直接跑飞了。后来查了半天，才发现是优先级分组没配对。
嗯，咱们今天就把这块彻底讲透。
4.1 抢占优先级 vs 子优先级
先搞清楚两个概念：抢占优先级和子优先级。
- 抢占优先级：决定一个中断能不能打断另一个正在执行的中断。数值越小，优先级越高。
- 子优先级：当两个中断的抢占优先级相同时，谁先执行。数值越小，优先级越高。
说白了，抢占优先级管的是“能不能插队”，子优先级管的是“排队时谁站前面”。
核心规则：
- 高抢占优先级的中断，可以打断低抢占优先级的中断。
- 抢占优先级相同的中断，不会互相打断。谁先来谁先执行，如果同时来，看子优先级。
- 子优先级只在抢占优先级相同时才起作用。
我在项目中遇到过一种情况：两个外设的中断，一个要实时响应（比如定时器），一个数据量大但可以等（比如UART接收）。这时候我就把定时器的抢占优先级设高，UART的设低。这样定时器来了就能打断UART，保证实时性。
4.2 优先级分组
那问题来了：一个32位的中断优先级寄存器，到底用多少位来表示抢占优先级，多少位表示子优先级？
这就是优先级分组要干的事。
以Cortex-M内核为例，它提供了8种分组方式（0~7）。但常用的其实就几种。我一般用分组2或分组3，因为这样分配比较均衡。
| 分组 | 抢占优先级位数 | 子优先级位数 | 抢占优先级取值范围 | 子优先级取值范围 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 4 | 无 | 0~15 |
| 1 | 1 | 3 | 0~1 | 0~7 |
| 2 | 2 | 2 | 0~3 | 0~3 |
| 3 | 3 | 1 | 0~7 | 0~1 |
| 4 | 4 | 0 | 0~15 | 无 |
我的建议：如果你不确定用哪个分组，先用分组2。4级抢占、4级子优先级，大部分场景都够用。我自己的项目里，80%的情况都用分组2。
4.3 优先级配置实战
光说不练假把式。咱们直接上代码。
以STM32为例，配置中断优先级分三步走：
- 设置优先级分组——系统启动时做一次就行。
- 配置每个中断的抢占优先级和子优先级。
- 使能中断。
4.3.1 设置优先级分组
// 使用分组2：4位抢占优先级，4位子优先级
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);这行代码一般在main函数开头调用。注意，整个系统只能调用一次。如果你中途改了分组，之前配好的优先级全乱套了。
警告：我曾经在一个项目里，因为调试需要，在初始化之后又调了一次PriorityGroupConfig。结果所有中断优先级都变了，系统直接死机。后来花了半天才找到原因。所以记住：分组只配一次，配完就别动了。
4.3.2 配置具体中断的优先级
假设我们有两个中断：定时器中断和UART中断。
// 定时器中断：抢占优先级0，子优先级0（最高优先级）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// UART中断：抢占优先级1，子优先级0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);这样配置之后，定时器中断可以打断UART中断。如果两个中断同时来，定时器先执行。
4.3.3 验证配置
配完了怎么验证？我一般用两种方法：
- 读寄存器：直接读NVIC的优先级寄存器，看看值对不对。
- 实际测试：在两个中断服务函数里加GPIO翻转，用示波器看波形。高优先级的中断来了，低优先级的波形是不是被“打断”了。
小技巧：调试的时候，可以在中断服务函数里加个计数器。每次进入中断就加1。如果高优先级中断频繁触发，低优先级中断的计数器增长就会变慢。这能直观地看到优先级的效果。
4.4 优先级分组与中断嵌套的关系
这里有个容易搞混的点：中断嵌套。
只有抢占优先级不同的中断才能嵌套。抢占优先级相同的中断，即使子优先级不同，也不会嵌套。它们会排队，一个一个执行。
举个例子：
- 中断A：抢占0，子优先级0
- 中断B：抢占0，子优先级1
- 中断C：抢占1，子优先级0
如果A正在执行，C来了，C会打断A（因为C的抢占优先级更高）。但如果B来了，B不会打断A（因为抢占优先级相同），B会等A执行完再执行。
嗯，这个逻辑一定要想清楚。我在项目中见过有人把子优先级当成抢占优先级用，结果该打断的没打断，不该打断的反而打断了。
4.5 常见问题与避坑指南
我曾经踩过的坑：
- 坑1：分组没配就配中断优先级。结果优先级值被解释成别的含义，中断行为完全不可控。
- 坑2：所有中断都用同一个抢占优先级。这样就没有嵌套了，高实时性的中断会被堵住。
- 坑3：抢占优先级数值设反了。记住，数值越小优先级越高。0是最高，不是最低。
- 坑4：中断服务函数里做太多事。优先级再高，也架不住你在中断里跑个几百毫秒的循环。高优先级中断的服务函数一定要短小精悍。
好了，中断优先级这块就讲到这里。配置其实不复杂，关键是要理解抢占和子优先级的区别，以及分组的作用。配的时候细心点，测试的时候多验证，基本不会出问题。
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