STM32F4+DP83848以太网通信指南系列（三）：中断向量

在51单片机中，响应优先级一般固定了：外部中断0 > 定时器中断0 > 外部中断1 > 定时器中断1 > 串口中断；优先级如果需要修改是通过IP寄存器来设置的，这里就不展开讲了。

对于STM32来说，配置中断的响应优先级和抢占优先级更加灵活也更加复杂。下面是关于中断向量的知识点：

任何一个需要使用中断的STM32工程，我们都需要一个全局的，配置且仅配置一次的中断分组，函数为：NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_X);,X范围从0-4。我看到有很多工程项目中，这个函数调用了一次以上，几乎是每次配置一个小的中断类型时都会调用一次这个函数，每次设置的分组还不一样，可能作者是从各式各样的代码片段中强行拷贝的，这是一个很严重的误区。再次重申，这个分组函数，只需要在初始化阶段调用一次！

在设计整个嵌入式工程之前，我们需要大致地梳理一下项目中需要用到的中断类型，以及它们的优先级关系，以此来确定X的数值。

中断优先级关系有两种，一种是抢占优先级，另一种是响应优先级，前者的优先级强度要高于后者。

抢占优先级：主线程运行时，A中断产生了，CPU离开主线程，进入A的中断函数，A中断函数执行了一半，B中断产生了，如果B的抢占优先级高于A，则CPU会立刻离开A，进入B的中断函数，执行完B再回到A，执行完A再回到主线程；如果B的抢占优先级等于或者低于A，此时CPU并不会离开A，而是将A全部执行结束，再进入B，执行完B后，再回到主线程。

响应优先级：主线程运行时，A中断，B中断同时产生，并且它们的抢占优先级相同，此时CPU根据AB的响应优先级等级判断需要首先执行谁的中断函数。

从上述的两种场景可以看出，抢占优先级的强度要明显高于响应优先级，只有在很特殊的场景下，两个不同类型的中断才会在同一时间点发生，因此响应优先级的力度相对较弱，而且抢占优先级关系到中断能否嵌套执行，这关系到整个系统架构的流程走向，比较重要。

STM32分配了4个bit让开发者对每一类型的中断进行优先级的配置，包括抢占优先级和响应优先级。为了充分利用这4个bit，并且能够灵活配置让其满足不同开发者的需求，STM32做了一个分组配置，在不同的分组情况下，这4个bit分给嵌套和响应优先级的位数不同，在Keil中查看NVIC_PriorityGroup_0的宏定义，在misc.h文件中有以下代码：

注释中pre-emption priority就是我上文所说的抢占优先级，subpriority则是响应优先级，可以看到，针对不同的分组，STM32允许使用4个bit中不同的位数来分别表示其抢占优先级和响应优先级。关于响应优先级的英文subpriority，应该是子优先级的意思，而pre-emption priority英文我查了一下，确实没找到很贴切的翻译。

无论是抢占优先级还是响应优先级，都是数值小的优先级高。

根据以上知识点，假设我们规划的项目需要六个中断，分别是UART中断，SPI中断，以太网中断，SysTick中断，外部中断1和外部中断2。SysTick中断优先级最高，并且能够嵌入任何其他的中断，以太网中断次高，下面是UART中断，SPI中断，最低的是外部中断1+外部中断2，但当外部中断1和外部中断2同时发生时，我们希望2优先响应。根据以上的需求，我们先规划一下抢占中断的层次，依次是：

SysTick中断 > 以太网中断 > UART中断 > SPI中断 > 外部中断1和外部中断2

然后规划一下外部中断1和外部中断2的响应优先级：外部中断2 > 外部中断1

OK，根据以上分析，我们需要1个bit来代表响应中断优先级，另外的3个bit可以用来代表抢占优先级，因此，配置中断向量的分组为NVIC_PriorityGroup_3是一个合理的配置。

搞懂中断向量分组的概念后，我们需要对每一个不同的中断配置其抢占优先级和响应优先级，以Ethernet中断为例，我们使用以下代码配置：

• 
  
  void ETH_NVIC_Config(void)
  
  
• 
  
  {
  
  
• 
  
    NVIC_InitTypeDef   NVIC_InitStructure;
  
  
• 
  
  
  
  
• 
  
    /* Enable the Ethernet global Interrupt */
  
  
• 
  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ETH_IRQn;
  
  
• 
  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
  
  
• 
  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  
  
• 
  
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  
  
• 
  
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);   
  
  
• 
  
  }
  
  
  

以上代码比较容易理解，先定义了一个结构体对象，然后配置好要设置的中断类型，抢占优先级，响应优先级，最后传递给NVIC_Init()函数，使用中断。

对于任意中断类型，都可以使用上述代码配置，不同的中断类型宏定义可以到stm32f4xx.h文件中去查看，在该文件的172行-268行为STM32F407共定义了约81个中断类型。

附：节选中断类型片段代码如下：