07 中断系统（HAL）

目标：理解优先级分组与嵌套，实现 EXTI 外部中断和 UART 中断接收

中断优先级

优先级分组

NVIC 优先级分组（由 SCB->AIRCR 寄存器的 PRIGROUP 位决定）。STM32 把中断优先级分为抢占优先级和子优先级两部分，但两者的位数比例可以调整：

分组	抢占优先级位数	子优先级位数	可配置优先级数量
`NVIC_PRIORITYGROUP_0`	0	4	抢占: 1种, 子: 16级
`NVIC_PRIORITYGROUP_1`	1	3	抢占: 2种, 子: 8级
`NVIC_PRIORITYGROUP_2`	2	2	抢占: 4种, 子: 4级
`NVIC_PRIORITYGROUP_3`	3	1	抢占: 8种, 子: 2级
`NVIC_PRIORITYGROUP_4`（默认）	4	0	抢占: 16种, 子: 1级

数值越小，优先级越高！（"越小越优先"是 ARM Cortex 的统一规则）

中断排队 vs 中断嵌套

中断排队：多个中断等待 CPU 执行，NVIC 根据优先级决定谁先执行。

中断嵌套：一个中断正在执行时，另一个更高优先级的中断到来，暂停当前中断去执行更高的中断。

判定规则：

抢占优先级不同 → 高抢占优先级可以嵌套低抢占优先级的中断
抢占优先级相同 → 不嵌套，按子优先级排队
子优先级也相同 → 按中断向量号（硬件固定），号小的先执行

完整示例

优先级分组 Group 2（2位抢占 + 2位子优先级）。五个中断按到达时间排列：

中断	抢占优先级	子优先级	到达顺序
A	1	0	①
B	0	1	②
C	0	2	③
D	2	0	④
E	3	0	⑤

执行流（数值越小优先级越高）：

① A(抢占1) 开始执行
   └─ ② B(抢占0) 到来 → 0 > 1 → **嵌套！暂停 A，B 开始**
      └─ ③ C(抢占0, 子2) 到来 → 同组不嵌套 → 排队（子2 < B的子1，C在B之后）
      └─ B 完成 → C 开始执行
   └─ C 完成 → **回到 A**（A 被抢占后恢复）
   └─ ④ D(抢占2) 到来 → 2 < 1 → 排队（D在A后面）
   └─ A 完成 → D 开始 → ⑤ E(抢占3) 在 D 后面排队

最终执行顺序：A → B → C → A(恢复) → D → E

NVIC 配置

CubeMX → NVIC Settings 中：

使能要用到的中断
设置抢占优先级 (Preemption Priority) 和子优先级 (Sub Priority)
HAL_NVIC_SetPriority(IRQn, PreemptPriority, SubPriority) 或在 CubeMX 中图形化设置

EXTI 外部中断

CubeMX 配置

PB0 → GPIO_EXTI0
GPIO 参数：Pull-up
NVIC → EXTI line0 interrupt → Enable
GPIO mode：External Interrupt Mode with Rising/Falling edge detection

关键函数

函数	说明
`HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(PIN)`	ISR 中调用，检测边沿并调回调
`HAL_GPIO_EXTI_Callback(PIN)`	用户重写此回调（弱函数）

完整代码

/* stm32f1xx_it.c — 中断服务函数 */
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
}

/* main.c — 回调函数 */
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_0)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
    }
}

UART 中断接收

已在 04-UART串口.md 详细说明，核心模式：

HAL_UART_Receive_IT() 启动中断接收
         ↓
硬件接收 1 字节 → 触发中断
         ↓
HAL_UART_RxCpltCallback() 被调用
         ↓
用户在回调中重新调用 HAL_UART_Receive_IT()

常见坑点

⚠️ 中断服务函数写在 stm32f1xx_it.c，不要直接修改
⚠️ 用户只重写回调函数（__weak 弱函数），不要改 ISR
⚠️ 回调函数中不要使用 HAL_Delay()（它依赖 SysTick 中断，同优先级可能导致死锁）
⚠️ 中断函数应短小、快速执行，耗时操作放主循环

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