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一、本章大纲

一、嵌套向量中断控制器—NVIC

CM3内核搭载了一个异常响应系统，通过NVIC（嵌套向量中断控制器）来管理和配置。

NVIC是一个总的控制器，相当于51的IE，不论是来自CM3内部的异常还是来自外设的中

断，都进入该控制器进行处理和逻辑控制。并且NVIC还通过优先级系统，来控制中断的嵌

套。

1.中断优先级

①优先级的数值越小，则优先级越高。②NVIC支持中断嵌套，使得高优先级异常会抢

占低优先级异常。

③有3个系统异常：复位、NMI（不可屏蔽中断）以及硬件失效（Hardfault），它们有固定

的优先级，并且它们的优先级号是负数，从而高于所有其他异常。

原则上，NVIC支持3个固定的高优先级和多达256级的可设置优先级，用一个字节的8

个比特位来表示。

STM32F107采用最高有效位对齐，在设计时裁掉表达优先级的4个低端有效位，所以只支

持16级优先级。

2.抢占优先级与从优先级

NVIC中有一个寄存器是“应用程序中断及复位控制寄存器”，它里面有一个位段名为

“优先级组”。它把优先级分为2个位段：

MSB所在的位段对应抢占优先级，抢占优先级决定了抢占行为。

LSB所在的位段对应从优先级，从优先级则处理“内务”。

在STM32F107中，只使用4个位来表达优先级（[7:4]），如果抢占优先级组从比特5处分，

则得到4级抢占优先级，且在每个抢占优先级的内部有4个从优先级（00011011）。

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3.中断输入与悬起

当中断输入脚被置为有效后，该中断就被“悬起”。所谓“悬起”，也就是等待、就绪

的意思。即使后来中断源撤消了中断请求，已经被标记成悬起的中断也被记录下来。

当某中断的服务程序开始执行时，就称此中断进入了“活跃”状态，并且其悬起位会被

硬件自动清除。在一个中断活跃后，直到其服务例程执行完毕，并且返回后，才能对该中断

的新请求予以响应。

当NVIC响应一个中断时，会自动完成以下三项工作，以便安全、准确地跳转到相应的

中断服务程序：

入栈：把8个寄存器的值压入栈。当响应中断时，如果当前的代码正在使用PSP，则

压入PSP（进程堆栈），否则就压入MSP（主堆栈）。一旦进入了服务例程，就一直使用主

堆栈。在自动入栈的过程中，将寄存器写入堆栈的顺序与时间顺序无关，CM3会保证正确

的寄存器被保存到正确的位置。

取向量：当数据总线（系统总线）进行入栈操作时，指令总线（I-Code总线）正在从向

量表中找出正确的中断向量与对应的服务程序入口地址。

更新寄存器。

注意：

①如果在某个中断得到响应之前，其悬起状态被清除了，则中断被取消。

②新请求在得到响应时，由硬件自动清零其悬起标志位。

③如果中断源咬住请求信号不放，该中断就会在其上次服务例程返回后再次被置为悬起

状态。

④如果某个中断在得到响应之前，其请求信号以若干的脉冲的方式呈现，则被视为只有

一次中断请求

⑤如果在服务例程执行时，中断请求释放了，但是在服务例程返回前又重新被置为有效，

则NVIC会记住此动作，重新悬起该中断。

4.中断返回

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当中断完成，返回主程序时，NVIC自动完成以下两步：

①出栈：先前压入栈中的寄存器