中断系统：NVIC配置、中断优先级、外部中断EXTI、中断服务函数编写

中断，说白了就是CPU正在干一件事，突然被更紧急的事打断，跑去处理完再回来接着干。我刚开始学嵌入式时，觉得中断就是个“高级点的轮询”。后来踩了坑才明白——中断用不好，系统直接崩给你看。

这一章，咱们把中断系统拆开揉碎了讲。从NVIC怎么配，到优先级怎么设，再到外部中断EXTI和中断服务函数怎么写。嗯，都是干货。

1. NVIC：中断的“调度中心”

NVIC，全称Nested Vectored Interrupt Controller，嵌套向量中断控制器。名字挺长，功能其实就两个：管理中断的使能与屏蔽，以及分配中断优先级。

在Cortex-M内核里，NVIC是内核的一部分。你写BSP时，第一步就是跟它打交道。

1.1 NVIC的使能与屏蔽

每个中断源都有一个对应的使能位。你把它置1，中断才能被CPU响应。反之，清零就屏蔽。

我习惯用标准库的NVIC_EnableIRQ()和NVIC_DisableIRQ()。直接操作寄存器也行，但容易写错位号。

// 使能USART1中断
NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);

// 屏蔽USART1中断
NVIC_DisableIRQ(USART1_IRQn);

注意：IRQn这个枚举值，每个芯片都不一样。你得查芯片手册，别想当然。

1.2 中断优先级分组

Cortex-M支持最多256级优先级，但具体芯片会裁剪。比如STM32F1只支持4位优先级，也就是16级。

这4位还能拆成“抢占优先级”和“子优先级”。怎么拆？靠NVIC_PriorityGroupConfig()。

分组	抢占优先级位数	子优先级位数	说明
NVIC_PriorityGroup_0	0	4	全部是子优先级，无抢占
NVIC_PriorityGroup_1	1	3	2级抢占，8级子优先级
NVIC_PriorityGroup_2	2	2	4级抢占，4级子优先级
NVIC_PriorityGroup_3	3	1	8级抢占，2级子优先级
NVIC_PriorityGroup_4	4	0	16级抢占，无子优先级

我的习惯：项目初期就定好分组，整个工程只调用一次NVIC_PriorityGroupConfig()。中途改分组，所有中断的优先级都得重算，容易出bug。

2. 中断优先级：别让“抢”变成“乱”

优先级设置，核心就两条规则：

抢占优先级高的中断，可以打断抢占优先级低的。
抢占优先级相同的中断，谁先来谁先服务，不能互相打断。

子优先级只在抢占优先级相同时才起作用——决定谁先执行。

举个例子：

// 配置分组为Group2：4级抢占，4级子优先级
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

// 中断A：抢占优先级1，子优先级0
NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn, 1 << 2 | 0);  // 实际值 = 0x04

// 中断B：抢占优先级0，子优先级3
NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0 << 2 | 3); // 实际值 = 0x03

这里中断B的抢占优先级更高（0比1高），所以B可以打断A。如果A和B抢占优先级相同，才看子优先级。

我曾经踩过的坑：把抢占优先级设得一模一样，结果两个中断同时触发时，系统响应时间变得不可预测。后来我强制要求：关键中断（比如定时器、DMA）的抢占优先级必须不同。

3. 外部中断EXTI：从引脚到CPU的“快车道”

EXTI，External Interrupt，外部中断。它负责把GPIO引脚上的电平变化，转成中断信号送给NVIC。

配置EXTI，一般分三步：

配置GPIO为输入模式，并选择触发边沿（上升沿、下降沿或双边沿）。
配置EXTI线，把GPIO引脚映射到对应的EXTI线。
配置NVIC，使能对应的中断通道。

以STM32F1为例，PA0映射到EXTI0线：

// 1. 配置GPIO
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING; // 下降沿触发
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

// 2. 配置EXTI线（HAL库自动完成映射）
// 3. 配置NVIC
HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 2, 0);
HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);

注意：EXTI0线只能对应PA0、PB0、PC0……同一时间只能有一个引脚映射到同一根EXTI线。你想想看，如果PA0和PB0都配成EXTI0，那到底谁触发？芯片会乱掉的。

    关键点：EXTI支持“事件”和“中断”两种模式。事件只产生脉冲，不触发CPU中断，适合唤醒外设。中断则直接进CPU。我一般用中断模式，事件模式用得少。

4. 中断服务函数：别在里面“磨洋工”

中断服务函数，ISR（Interrupt Service Routine），是中断的“终点站”。CPU跳进来，处理完，再跳回去。

写ISR，我有几条铁律：

快进快出：ISR里别做复杂计算，别调printf，别等延时。你想想看，ISR执行时间越长，其他中断被堵的时间就越长。
清除中断标志：不清标志，中断会反复触发，系统直接卡死。我见过有人忘了清EXTI的挂起位，结果CPU一直在ISR里打转。
尽量只设标志位：真正的处理逻辑放到主循环或任务里。ISR只负责“通知”，不负责“干活”。

一个典型的EXTI中断服务函数：

void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    // 检查中断标志
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)
    {
        // 设置标志位，通知主循环处理
        g_button_pressed = 1;

        // 清除中断标志
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
    }
}

注意：函数名是固定的，不能自己乱起。比如EXTI0的中断服务函数就叫EXTI0_IRQHandler。你写错了，编译器不会报错，但中断永远进不去。

我的习惯：在ISR开头加一个计数器，每次进入加1。调试时通过串口或调试器查看这个计数器，就能知道中断有没有漏掉。

5. 中断系统的整体流程

说了这么多，咱们用一张图把整个流程串起来：

从图里能看出来，整个中断链路是串行的。任何一个环节出问题，中断就废了。我调试时，习惯用逻辑分析仪抓GPIO引脚，看中断有没有被正确触发。嗯，这招比看代码管用多了。

6. 总结一下

中断系统，说白了就是三个东西：NVIC管调度，EXTI管检测，ISR管处理。你把这三点理清楚，BSP的中断部分就稳了。

最后再啰嗦一句：中断优先级不是越高越好。你把所有中断都设成最高优先级，那跟没设优先级一样。合理的做法是：关键中断（比如系统滴答定时器）优先级最高，普通外设中断次之，非关键中断（比如按键）优先级最低。

📚 课程目录

中断系统：NVIC配置、中断优先级、外部中断EXTI、中断服务函数编写

1. NVIC：中断的“调度中心”

1.1 NVIC的使能与屏蔽

1.2 中断优先级分组

2. 中断优先级：别让“抢”变成“乱”

3. 外部中断EXTI：从引脚到CPU的“快车道”

4. 中断服务函数：别在里面“磨洋工”

5. 中断系统的整体流程

6. 总结一下