FreeRTOS学习笔记-基于stm32（3）中断管理

一、什么是中断

通俗点讲就是让CPU停止当前在做的事，转而去做更紧急的事。

二、中断优先级分组

这个紧急的事也有一个等级之分，优先级越高越先执行。stm32使用中断优先配置寄存器的高4位，共16级的中断优先等级。

stm32的中断优先等级可以分为抢占优先级和子优先级。抢占优先级高的中断可以打断正在执行的抢占优先级低的中断；当抢占优先级相同时，子优先级高的优先执行。

eg：抢占优先级2，子优先级1的中断可以打断抢占优先级3，子优先级0的中断；但抢占优先级2，子优先级1的中断不能打断抢占优先级2，子优先级2的中断；虽然前者子优先级高于后者，但子优先级不能打断其他中断。

三、特征

1、低于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY（一般默认设置为5）优先级的中断才允许调用FreeRTOS的API函数（带有“FromISR后缀的函数”）；

2、将所有优先级位指定为抢占优先级位，方便管理；

	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);//设置系统中断优先级分组4

3、中断优先级越小越优先，任务优先级越大越优先；

四、FreeRTOS中断相关寄存器

FreeRTOS 中，通过 SHPR3 寄存器，将 PendSV 和 Systick 中断优先级被设置为最低，因为要保证系统任务的切换不会阻塞系统其他中断的响应。

1、FreeRTOS关闭中断：

FreeRTOS 中，通过 BASEPRI 寄存器，屏蔽优先级低于某一阈值的中断。

eg：BASEPRI 寄存器设置为0x50，表示中断优先级在5~15内的均被屏蔽，0~4的正常执行。（因为中断寄存器使用的是8位寄存器的高4位）也就是关闭FreeRTOS的中断。

portDISABLE_INTERRUPTS();       //关闭中断

经过此函数的一层层回调，会发现最终此函数还是对寄存器 basepri 写入0x50来关闭中断；

#define portDISABLE_INTERRUPTS()				vPortRaiseBASEPRI()#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY			15                      //中断最低优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY	5                       //系统可管理的最高中断优先级
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 	( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) ) 
//此处对5进行左移4位，正是因为控制中断的寄存器高4位有效static portFORCE_INLINE void vPortRaiseBASEPRI( void )
{
uint32_t ulNewBASEPRI = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY;__asm{/* Set BASEPRI to the max syscall priority to effect a criticalsection. */msr basepri, ulNewBASEPRI //将0x50写入寄存器basepridsbisb}
}

2、FreeRTOS开启中断：

将 BASEPRI 寄存器值设置为0时，则不关闭任何中断。

portENABLE_INTERRUPTS();        //开启中断

此处就比较简单了，与关闭中断函数类似，直接对中断寄存器 basepri 写0。

#define portENABLE_INTERRUPTS()					vPortSetBASEPRI( 0 )static portFORCE_INLINE void vPortSetBASEPRI( uint32_t ulBASEPRI )
{__asm{/* Barrier instructions are not used as this function is only used tolower the BASEPRI value. */msr basepri, ulBASEPRI}
}

五、中断管理例程

创建函数与上一章说的类似，此处只展示 task1 代码：

注意：此处延时函数使用的是 delay_xms(); 而不是delay_ms(); 或 vTaskDelay(); 因为FreeRTOS提供的 vTaskDelay() 内部会调用到 vPortSetBASEPRI( 0 ) ，就是上面开启中断所调用的内部函数。也就是说 vTaskDelay() 会调用到开中断函数，而 delay_ms() 内部则是调用的 vTaskDelay() 函数。所以如果调用 vTaskDelay() 函数会提前开启中断，从而得不到正确的实验现象。

void task1( void * pvParameters )
{uint8_t task1_num=0;while(1){if(++task1_num==5){printf("关中断！！！\r\n");portDISABLE_INTERRUPTS();       //关闭中断delay_xms(5000);printf("开中断！！！！！！\r\n");portENABLE_INTERRUPTS();        //开启中断}vTaskDelay(1000);}
}

定时器部分，为了验证FreeRTOS的中断管理函数仅对5~15的优先级有效，所以 TIM3 的优先级为4，TIM5 的优先级为6；

void TIM3_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE); //时钟使能//定时器TIM3初始化TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM3,TIM_IT_Update,ENABLE ); //使能指定的TIM3中断,允许更新中断//中断优先级NVIC设置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQn;  //TIM3中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 4;  //先占优先级4级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  //从优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //初始化NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);  //使能TIMx					 
}//通用定时器5中断初始化
//这里时钟选择为APB1的2倍，而APB1为36M
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//这里使用的是定时器5!
void TIM5_Int_Init(u16 arr,u16 psc)
{TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //时钟使能//定时器TIM3初始化TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; 					//设置在下一个更新事件装入活动的自动重装载寄存器周期的值	TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; 					//设置用来作为TIMx时钟频率除数的预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 	//设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); 			//根据指定的参数初始化TIMx的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM5,TIM_IT_Update,ENABLE ); 					//使能指定的TIM5中断,允许更新中断//中断优先级NVIC设置NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM5_IRQn;  			//TIM5中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 6;  	//先占优先级6级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  		//从优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; 			//IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  							//初始化NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM5, ENABLE);  									//使能TIM5					 
}

中断服务函数

//定时器3中断服务函数
void TIM3_IRQHandler(void)
{if(TIM_GetITStatus(TIM3,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中断{printf("TIM3输出!!!\r\n");}TIM_ClearITPendingBit(TIM3,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}//定时器5中断服务函数
void TIM5_IRQHandler(void)
{if(TIM_GetITStatus(TIM5,TIM_IT_Update)==SET) //溢出中断{printf("TIM5输出!!!!!!\r\n");}TIM_ClearITPendingBit(TIM5,TIM_IT_Update);  //清除中断标志位
}

由于FreeRTOS的中断管理函数仅对5~15的优先级有效，所以关闭中断后，TIM3会正常工作。

实验现象：

至于关中断时候输出的乱码，我个人觉得可能是抢占同一个串口导致的。