STM32的嵌套中断系统NVIC和RCC详细整理
一、综述:
1、STM32 (Cortex-M3)
中的优先级概念
1. 何为占先式优先级(pre-emption priority)
2. 何为副优先级(subpriority)
3. 判断中断是否会被响应的依据
4. 优先级冲突的处理
5.Cortex-M3中对中断优先级的定义
所有8位用于指定响应优先级
最高1位用于指定抢占式优先级,最低7位用于指定响应优先级
最高2位用于指定抢占式优先级,最低6位用于指定响应优先级
最高3位用于指定抢占式优先级,最低5位用于指定响应优先级
最高4位用于指定抢占式优先级,最低4位用于指定响应优先级
最高5位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
最高6位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
最高7位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
最高1位用于指定抢占式优先级,最低7位用于指定响应优先级
最高2位用于指定抢占式优先级,最低6位用于指定响应优先级
最高3位用于指定抢占式优先级,最低5位用于指定响应优先级
最高4位用于指定抢占式优先级,最低4位用于指定响应优先级
最高5位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
最高6位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
最高7位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
这就是优先级分组的概念。
6.stm32中对中断优先级的定义
第0组:所有4位用于指定响应优先级
第1组:最高1位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
第2组:最高2位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
第3组:最高3位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
第4组:所有4位用于指定抢占式优先级
第1组:最高1位用于指定抢占式优先级,最低3位用于指定响应优先级
第2组:最高2位用于指定抢占式优先级,最低2位用于指定响应优先级
第3组:最高3位用于指定抢占式优先级,最低1位用于指定响应优先级
第4组:所有4位用于指定抢占式优先级
file:///C:/DOCUME~1/LU/LOCALS~1/Temp/msohtml1/03/clip_image001.jpg
#define NVIC_PriorityGroup_0
#define NVIC_PriorityGroup_1
#define NVIC_PriorityGroup_2
#define NVIC_PriorityGroup_3
#define NVIC_PriorityGroup_4
NVIC_PriorityGroup_0=> 选择第0组
NVIC_PriorityGroup_1 => 选择第1组
NVIC_PriorityGroup_2 => 选择第2组
NVIC_PriorityGroup_3 => 选择第3组
NVIC_PriorityGroup_4 => 选择第4组
NVIC_PriorityGroup_1 => 选择第1组
NVIC_PriorityGroup_2 => 选择第2组
NVIC_PriorityGroup_3 => 选择第3组
NVIC_PriorityGroup_4 => 选择第4组
// 选择使用优先级分组第1组
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
//定义NVIC的结构体变量
NVIC_InitTypeDef
NVIC_InitStructure;
//使能EXTI0中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
//指定抢占式优先级别1
//
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPrio
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 指定响应优先级别0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// 使能EXTI9_5中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //指定抢占式优先级别0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;// 指定响应优先级别1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
-------------------------------------------------------------------------------
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
// 使能EXTI9_5中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPrio
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;// 指定响应优先级别1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
-------------------------------------------------------------------------------
2、开关总中断
PRIMASK位:只允许NMI和hardfault异常,其他中断/异常都被屏蔽(当前CPU优先级=0)。
FAULTMASK位:只允许NMI,其他所有中断/异常都被屏蔽(当前CPU优先级=-1)。
FAULTMASK位:只允许NMI,其他所有中断/异常都被屏蔽(当前CPU优先级=-1)。
下面两个函数等效于关闭总中断:
voidNVIC_SETPRIMASK(void);
voidNVIC_SETFAULTMASK(void);
下面两个函数等效于开放总中断:
voidNVIC_RESETPRIMASK(void);
voidNVIC_RESETFAULTMASK(void);
上面两组函数要成对使用,但不能交叉使用。
例如:
第一种方法:
NVIC_SETPRIMASK();
//关闭总中断 ,只允许NMI和hard fault异常
NVIC_RESETPRIMASK();//开放总中断
第二种方法:
NVIC_SETFAULTMASK();
//关闭总中断 ,只允许NMI
NVIC_RESETFAULTMASK();//开放总中断
常常使用:
NVIC_SETPRIMASK();
//Disable Interrupts
NVIC_RESETPRIMASK(); // Enable Interrupts
可以用:
#define CLI() __set_PRIMASK(1) //关闭总中断
#define SEI() __set_PRIMASK(0) //打开总中断
来实现开关总中断的功能。
二、寄存器介绍:
1、…………………………
…………………………
…………………………
五、实例详解
void NVIC_config()//配置中断
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);//选择中断分组1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//选择串口1中断
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPrio
rity= 0;//抢占式中断优先级设置为0
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority= 3;//响应式中断优先级设置为3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd =ENABLE;//使能中断
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
STM32的时钟系统
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一、综述:
1、时钟源
在 STM32 中,一共有 5 个时钟源,分别是 HSI 、 HSE 、 LSI 、 LSE 、 PLL 。
①HSI 是高速内部时钟, RC 振荡器,频率为 8MHz ;
②HSE 是高速外部时钟,可接石英 / 陶瓷谐振器,或者接外部时钟源,频率范围是 4MHz –16MHz ;
③LSI 是低速内部时钟, RC 振荡器,频率为 40KHz ;
④LSE 是低速外部时钟,接频率为 32.768KHz的石英晶体;
⑤PLL 为锁相环倍频输出,严格的来说并不算一个独立的时钟源, PLL 的输入可以接 HSI/2 、 HSE 或者 HSE/2 。PLL倍频可选择为 2– 16 倍,但是其输出频率最大不得超过 72MHz 。
其中, 40kHz 的 LSI 供独立看门狗 IWDG 使用,另外它还可以被选择为实时时钟 RTC 的时钟源。另外,实时时钟 RTC 的时钟源还可以选择 LSE ,或者是 HSE 的 128 分频。
STM32 中有一个全速功能的 USB 模块,其串行接口引擎需要一个频率为 48MHz 的时钟源。该时钟源只能从 PLL 端获取,可以选择为 1.5 分频或者 1分频,也就是,当需使用到 USB 模块时, PLL 必须使能,并且时钟配置为 48MHz 或 72MHz 。
另外 STM32 还可以选择一个时钟信号输出到 MCO 脚 (PA.8) 上,可以选择为 PLL 输出的 2分频、 HSI 、 HSE 或者系统时钟。
系统时钟 SYSCLK ,它是提供 STM32 中绝大部分部件工作的时钟源。系统时钟可以选择为 PLL 输出、 HSI 、 HSE 。系系统时钟最大频率为 72MHz ,它通过 AHB 分频器分频后送给各个模块使用, AHB 分频器可以选择 1 、 2 、 4 、 8 、 16 、 64 、 128 、 256 、 512 分频,AHB分频器输出的时钟送给 5大模块使用:
需要注意的是定时器的倍频器,当 APB 的分频为 1 时,它的倍频值为 1 ,否则它的倍频值就为 2 。
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2、APB1和APB2连接的模块
①连接在 APB1( 低速外设 )上的设备有:电源接口、备份接口、 CAN 、 USB 、 I2C1 、 I2C2 、 UART2 、 UART3 、 SPI2 、窗口看门狗、 Timer2 、 Timer3 、 Timer4 。注意
USB模块虽然需要一个单独的48MHz的时钟信号,但是它应该不是供USB模块工作的时钟,而只是提供给串行接口引擎(SIE)使用的时钟。USB模块的工作时钟应该是由APB1提供的。
②连接在 APB2 (高速外设)上的设备有: UART1 、 SPI1 、 Timer1 、 ADC1 、 ADC2 、 GPIOx(PA~PE) 、第二功能IO 口。
file:///C:/DOCUME~1/LU/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg
二、寄存器介绍:
typedefstruct
{
#ifdefSTM32F10X_CL
#endif
#if defined(STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || defined(STM32F10X_HD_VL)
#endif
}RCC_TypeDef;
1、时钟控制寄存器(RCC_CR):(复位值为0x0000 xx83,内部低速时钟使能和就绪,内部时钟校准)
主要功能:内外部高速时钟的使能和就绪标志(含内部高速时钟校准调整),外部高速时钟旁路,时钟安全系统CSS使能,PLL使能和PLL就绪标志。
2、时钟配置寄存器(RCC_CFGR):(复位值为0x0000 0000)
主要功能:系统时钟源切换及状态,AHB、APB1、APB2、ADC、USB预分频,PLL输入时钟源选择及HSE输入PLL分频选择,PLL倍频系数,MCO(PA8)引脚微控制器时钟输出。
3、时钟中断寄存器 (RCC_CIR):(复位值: 0x0000 0000)
主要功能:LSI、LSE、HIS、HSE、PLL就绪中断标志,HSE时钟失效导致时钟安全系统中断标志,LSI、LSE、HIS、HSE、PLL就绪中断使能,清除LSI、LSE、HIS、HSE、PLL就绪中断,清除时钟安全系统中断。
4、APB2外设复位寄存器 (RCC_APB2RSTR):(复位值: 0x0000 0000)
主要功能:AFIO、IOPA、IOPB、IOPC、IOPD、IOPE、IOPF、IOPG、ADC1、ADC2、TIM1、SPI1、TIM8、USART1、ADC3复位。
5、APB1外设复位寄存器 (RCC_APB1RSTR) :(复位值: 0x0000 0000)
主要功能:TIM2、TIM3、TIM4、TIM5、TIM6、TIM7、WWDG、SPI2、SPI3、USART2、USART3、USART4、USART5、I2C1、I2C2、USB、CAN、BKP、PWR、DAC复位。
6、AHB外设时钟使能寄存器 (RCC_AHBENR) :(复位值: 0x0000 0014睡眠模式时SRAM、闪存接口电路时钟开启)
主要功能:DMA1、DMA2、SRAM、FLITF、CRC、FSMC、SDIO时钟使能。
7、APB2外设时钟使能寄存器(RCC_APB2ENR) :(复位值: 0x0000 0000)
主要功能:AFIO、IOPA、IOPB、IOPC、IOPD、IOPE、IOPF、IOPG、ADC1、ADC2、TIM1、SPI1、TIM8、USART1、ADC3时钟使能。
8、APB1外设时钟使能寄存器(RCC_APB1ENR) :(复位值: 0x0000 0000)
主要功能:TIM2、TIM3、TIM4、TIM5、TIM6、TIM7、WWDG、SPI2、SPI3、USART2、USART3、USART4、USART5、I2C1、I2C2、USB、CAN、BKP、PWR、DAC时钟使能。
9、备份域控制寄存器 (RCC_BDCR) :(复位值: 0x0000 0000)
主要功能:外部低速振荡器使能和就绪标志及旁路、RTC时钟源选择和时钟使能、备份域软件复位。
10、控制/状态寄存器 (RCC_CSR) :(复位值: 0x0C00 0000 NRST引脚复位标志、上电/掉电复位标志)
主要功能:内部低速振荡器就绪、清除复位标志、NRST引脚复位标志、上电/掉电复位标志、软件复位标志、独立看门狗复位标志、窗口看门狗复位标志、低功耗复位标志。
三、初始化设置
采用8MHz 外部HSE 时钟,在 MDK 编译平台中,程序的时钟设置参数流程如下:
设置系统时钟:
RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);
判断 PLL 是否是系统时钟:
while(RCC_GetSYSCLKSource()!= 0x08);
1、使用库函数进行时钟系统初始化配置voidRCC_config()//如果外部晶振为8M,PLLCLK=SYSCLK=72M,HCLK=72M,//P2CLK=72M,P1CLK=36M,ADCCLK=36M,USBCLK=48M,TIMCLK=72M
{
//外部时钟不分频,为HSE的9倍频8MHz * 9 =72MHz
2、使用寄存器进行RCC时钟初始化配置
voidRCC_init(u8 PLL)//输入PLL的倍频值2—16倍频
//HCLK=PLLCLK=SYSCLK=P2CLK=P1CLK*2=ADCCLK*2=TIMCLK=USBCLK*2/3
{
}
四、相关库函数解析
1、库中所涉及到的结构体
typedef struct
{
}RCC_ClocksTypeDef;
2、库函数解析
void RCC_DeInit(void);//将外设RCC寄存器设为缺省值;(除RCC_BDCR和RCC_CSR)
voidRCC_HSEConfig(uint32_t RCC_HSE);//设置外部高速晶振(HSE);
//输入:RCC_HSE_OFF,RCC_HSE_ON,RCC_HSE_Bypass(HSE旁路)
ErrorStatusRCC_WaitForHSEStartUp(void);//等待HSE起振;
//返回值:SUCCESS,HSE晶振稳定且就绪;ERROR,HSE晶振未就绪
voidRCC_AdjustHSICalibrationValu
e(uint8_t HSICalibrationValue);//调整内部高速晶振(HSI)校准值
//输入:校准补偿值(该参数取值必须在0到0x1F之间)
voidRCC_HSICmd(FunctionalState NewState);//使能或者失能内部高速晶振(HSI)
//输入:ENABLE或者DISABLE(如果HSI被用于系统时钟,或者FLASH编写操作进行中,那么它不能被停振)
void RCC_PLLConfig(uint32_tRCC_PLLSource, uint32_t RCC_PLLMul);//设置PLL时钟源及倍频系数
//输入:RCC_PLLSource_HSI_Div2,RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLSource_HSE_Div2
//输入:RCC_PLLMul_2到RCC_PLLMul_16
voidRCC_PLLCmd(FunctionalState NewState);// 使能或者失能PLL
//输入:ENABLE或者DISABLE
#if defined(STM32F10X_LD_VL) || defined (STM32F10X_MD_VL) || defined (STM32F10X_HD_VL) ||defined (STM32F10X_CL)
void RCC_PREDIV1Config(uint32_tRCC_PREDIV1_Source, uint32_t RCC_PREDIV1_Div);//
#endif
#ifdef
STM32F10X_CL
void RCC_PREDIV2Config(uint32_t RCC_PREDIV2_Div);//
void RCC_PLL2Config(uint32_t RCC_PLL2Mul);//
void RCC_PLL2Cmd(FunctionalState NewState);//
void RCC_PLL3Config(uint32_t RCC_PLL3Mul);//
void RCC_PLL3Cmd(FunctionalState NewState);//
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