1. 中断基础概念：中断的定义、中断向量表、中断优先级与嵌套

1.1 中断的定义与核心机制

中断（Interrupt）是嵌入式系统中一种硬件机制，允许外设或软件事件暂停当前CPU正在执行的主程序流，转而执行一个预先定义好的特殊服务程序（中断服务程序，ISR），处理完成后自动返回原程序断点继续执行。中断机制是实时响应外部事件的基础，也是GPIO边沿/电平触发调试的前提。

1.2 中断向量表（Interrupt Vector Table, IVT）

中断向量表是一张存储在固定内存地址的表格，表中每一项（向量）存放着对应中断服务程序的入口地址。当CPU响应某个中断时，硬件自动根据中断号从向量表中取出地址并跳转执行。

以下SVG图展示了ARM Cortex-M内核的中断向量表布局与GPIO中断映射关系：

1.3 中断优先级与嵌套

中断优先级决定了当多个中断同时发生时，CPU优先响应哪一个。优先级数值越小，优先级越高（在ARM Cortex-M系列中）。中断嵌套（Interrupt Nesting）是指一个高优先级中断可以打断正在执行的低优先级ISR。

优先级分组模型（ARM Cortex-M）

ARM Cortex-M3/M4支持可编程的优先级分组，将优先级寄存器分为抢占优先级（Preemption Priority）和子优先级（Subpriority）两部分：

以下SVG图展示了中断嵌套的执行流程：

1.4 中断响应流程（硬件自动完成）

1. 中断采样： CPU在每条指令结束时采样中断输入引脚或NVIC挂起标志。
2. 优先级裁决： NVIC比较所有挂起中断的优先级，选择最高优先级中断。
3. 入栈（Stacking）： 硬件自动将PC、PSR、R0-R3、R12、LR压入当前栈（MSP或PSP）。
4. 取向量： 从向量表中读取对应中断号的ISR入口地址。
5. 更新寄存器： 更新PC为ISR入口地址，更新LR为特殊返回地址（EXC_RETURN）。
6. 执行ISR： CPU开始执行中断服务程序。
7. 出栈（Unstacking）： ISR执行完毕后，硬件自动恢复寄存器，返回主程序。

1.5 中断优先级配置示例代码

/* 设置优先级分组：3位抢占优先级 + 1位子优先级 */
NVIC_SetPriorityGrouping(5);  // 分组3：3位抢占，1位子优先级

/* 配置GPIO中断优先级 */
NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 5);   // 抢占优先级=2（高3位），子优先级=1（低1位）
NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn, 9);   // 抢占优先级=4，子优先级=1

/* 使能中断 */
NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);
NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);

/* ISR实现 */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    // 检查中断标志
    if (EXTI->PR & (1 << 0))
    {
        // 处理GPIO中断事件
        // ...

        // 清除中断标志位（必须）
        EXTI->PR = (1 << 0);
    }
}