FreeRtos实时系统: 四.中断

一.FreeRtos的中断管理介绍

1.什么是中断？

让CPU打断正常运行的程序，转而去处理紧急的事件（程序），就叫中断。

2.中断优先级分组设置

ARM Cortex-M使用了8位宽的寄存器来配置中断的优先等级，这个寄存器就是中断优先级配置寄存器但STM32，只用了中断优先级配置寄存器的高4位[7:4]，所以STM32提供了最大16级的中断优先等级。

STM32的中断优先级分为抢占优先级和子优先级：
抢占优先级：抢占优先级高的中断可以打断正在执行但抢占优先级低的中断。
子优先级：当同时发生具有相同抢占优先级的两个中断时，子优先级数值小的优先执行。
举例：当两个任务抢占优先级都为2，第一个任务子优先级为1，第二个任务子优先级为0，第一个任务在运行时不会被第二个任务打断，因为抢占优先级相同不会抢占，会等待第一个任务执行完再执行第二个任务。
注意：中断优先级数值越小越优先。
一共有5种分配方式，对应中断优先级分组的5个组：

FreeRtos为了方便管理，采用NVIC_PriorityGroup_4分组，将所有优先级设置为抢占优先级。
通过调用函数HAL_NVIC_SetPriorityGrouping（NVIC_PriorityGroup_4）可以完成配置，在HAL_Init()中可以设置。
特点：
1、低于configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY优先级（5）的中断里才允许调用FreeRTOS的API函数（5~15）。
2、建议将所有优先级指定为抢占式优先级为，方便FreeRTOS管理。（调用函数HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4)）
3、中断优先级数值越小越优先，任务优先级数值越大越优先。

3.中断相关寄存器

三个系统中断优先级配置寄存器，分别为SHPR1、SHPR2、SHPR3
SHPR1寄存器地址：0xE000ED18
SHPR2寄存器地址：0xE000ED1C
SHPR3寄存器地址：0xE000ED20

三个中断屏蔽寄存器，分别为PRIMASK、FAULTMASK、BASEPRI。

PRIMASK：置1关中断，置0开中断。
FAULTMASK：置1关中断，置0开中断。（比PRIMASK彻底）
BASEPRI：优先级号大于或等于设置值中断都关，0不关闭任何中断。
比如：BASEPRI设置为0x50，代表中断优先级在5~15内的都被屏蔽，0到4正常执行。
FreeRTOS所使用的中断管理利用了BASEPRI这个寄存器。
关中断程序示例：


在中断优先级函数中调度FreeRTOS的API函数需注意：
1、中断服务函数的优先级需在FreeRTOS所管理的范围内。
2、在中断服务函数里边需调用FreeRTOS的API函数，需使用带“FromISR”后缀的函数。

开中断程序示例：

FreeRTOS中断管理就是利用BASEPRI寄存器实现的。

4.FreeRTOS如何配置PendSV和Systick中断优先级？

PendSV表示任务切换优先级，SysTick表示时钟优先级，设置优先级为最低可以使中断能打断任务，而任务不会阻塞系统其他中断响应。

二.FreeRtos的中断管理实验

本实验会使用两个定时器，一个优先级为4，一个优先级为6，注意∶系统所管理的优先级范围:5~15，现象:两个定时器每1s，打印一段字符串，当关中断时，停止打印，开中断时持续打印。

btim.c设置两个定时器优先级：

回调函数：

实现功能：
注意此处不能使用vTaskDelay，因为这个函涉及到操作BASEPRI寄存器，会使得关闭的中断开启，故使用delay_ms延时。

main.c函数：
第一个值为arr: 自动重装值，第二个值为psc: 时钟预分频数。因为STM32F1系列芯片主频为72M，先7200分频为1M，之后设置自动重装值为10000，使得定时器一秒中断一次。

串口接收结果：