Classmate Wang's blog

深浅模式

NVIC and EXTI ​

这两个是 STM32 中断系统的**“哼哈二将”**。

如果你想让单片机对外部信号（比如按键按下、传感器信号到来）做出反应，必须让这两个模块配合工作。

简单的分工是：

  • EXTI (External Interrupt/Event Controller)： 负责 “发现” 事情。（前哨兵）
  • NVIC (Nested Vectored Interrupt Controller)： 负责 “通报” 事情。（大管家）

我们用一个**“CEO 办公室”**的比喻来彻底讲清楚它们的关系。

1. EXTI：门口的保安（前哨兵） ​

全称： 外部中断/事件控制器。 位置： 在芯片的外围（Peripheral），连接着 GPIO 引脚。

它的工作： ​

想象单片机是一个大公司，GPIO 引脚是公司的大门。EXTI 就是守在大门口的保安。

  • 只管门外： 保安手里拿着一张单子（设置），上面写着：“如果有**穿红衣服的人（上升沿）进来，或者穿绿衣服的人（下降沿）**进来，就立刻报告。”
  • 不管决策： 保安不负责处理问题，他只负责监测信号的变化。
  • 关键限制（通道共享）： STM32 只有 16-20 个 EXTI 通道（保安）。但是 GPIO 引脚有上百个。
    • 规则：PA0, PB0, PC0 它们公用 EXTI_Line0。
    • 后果： 你不能同时让 PA0 和 PB0 产生中断，因为保安 0 号分身乏术，同一时间只能盯着一个“0号门”。（你需要用 AFIO 数据选择器来告诉保安盯着谁）。

2. NVIC：CEO 的贴身秘书（大管家） ​

全称： 嵌套向量中断控制器。 位置： 在 Cortex-M3 内核 里（属于 ARM 公司设计的核心部分，权力极大）。

它的工作： ​

CPU 是CEO，正在专心处理主营业务（main 函数里的 while(1)）。NVIC 是坐在 CEO 旁边的秘书长。

  • 统管一切： 不光是门口保安（EXTI）会打电话进来，内部的定时器（TIM）、串口（USART）、DMA 都会打电话给秘书。
  • 排优先级（Priority）：
    • 如果是“送外卖的”（低优先级）来了，秘书会让他在旁边等着，等 CEO 忙完手里的活。
    • 如果是“消防报警”（高优先级）响了，秘书会立刻打断 CEO，说：“别干了，先救火！”
  • 嵌套（Nested）：
    • 如果 CEO 正在接待“送外卖的”（处理低优先级中断），突然“消防栓”（高优先级中断）爆了。
    • NVIC 秘书有权让 CEO 暂停接待外卖员，转头先去处理消防栓，处理完了回来接见外卖员，最后再回到主线工作。这就叫中断嵌套。

3. 完整的“按键中断”流程图 ​

当你的手指按下按键（PA0 引脚产生下降沿）时，发生了这一连串的连锁反应：

  1. GPIO (大门)： PA0 电平由高变低。
  2. AFIO (摄像头切换)： 确认连接的是 PA0 而不是 PB0。
  3. EXTI (保安)： 检测到了下降沿！
    • 保安立刻把 EXTI_Line0 的标志位置 1（挂起寄存器）。
    • 保安拿起红色电话，直接打给 NVIC。
  4. NVIC (秘书)： 电话响了！
    • 秘书看了一眼备忘录（优先级寄存器）。
    • 判定：这个中断比当前干的活重要。
    • 动作：拍一下 CPU 的肩膀，说：“去执行 EXTI0_IRQHandler 那个函数！”
  5. CPU (CEO)：
    • 停下 main 函数里的活（压栈，保护现场）。
    • 跳到 EXTI0_IRQHandler 函数里执行代码。
    • 干完后，回到 main 函数继续干活。

4. 代码里的体现 ​

在写代码时，你必须分别配置这两个家伙：

1. 配置 EXTI (告诉保安怎么看门) ​

C

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line14;       // 盯着第14号线
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; // 模式是中断
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; // 下降沿触发
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

这步只是让保安看到人会报警，但秘书那边还没开通权限。

2. 配置 NVIC (告诉秘书这个电话很重要) ​

C

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn; // 允许接入 EXTI10~15 的电话线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级（插队能力）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;        // 响应优先级（排队能力）
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;           // 开启通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

这步之后，中断通路才真正打通。

总结 ​

  • EXTI 是来源：它解决了“有没有事发生”的问题（硬件触发）。
  • NVIC 是管理：它解决了“先处理谁”以及“能不能打断 CPU”的问题（内核调度）。

**没有 EXTI，NVIC 根本收不到 GPIO 的信号；**没有 NVIC，EXTI 就算喊破喉咙，CPU 也听不到。