前段时间贴主看了Cortex-M3的NVIC，对其中断嵌套甚是着迷，于是瞎搞了几下下……瞎搞就瞎搞嘛，但却搞出了问题……

废话不多说，直奔主题！

通过查看Cortex-M3有关异常和NVIC章节的资料，贴主本来是想实现这么几个工程目标：
（贴主板子上的芯片型号是STM32F103C8T6，PA.8接的一个LED的阴极；MDK版本5.17&5.23）
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【1】不操作优先级寄存器，软件触发EXTI2中断进入其ISR里，再软件触发EXTI1。判断是否会发生中断嵌套？
  工程预估：不会。
         why：①当不操作优先级寄存器时，Cortex-M3内核默认从比特0分组（因为SCB_AIRCR寄存器的优先级分组三位复位值为0），即优先级寄存器高四位均表示抢占优先级；
                  ②优先级寄存器NVIC_IPRx高四位复位值为0，由于没重新赋值，所以抢占优先级均为0；【也就类似于除能了CM3的中断嵌套机制。】
                  ③优先级寄存器高四位均表示抢占优先级且为0，亚优先级均为0。所以优先级取默认的硬件异常号，虽然EXTI1的默认异常号高于EXTI2，但不会发生中断嵌套。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【2】优先级寄存器的高三位表示抢占优先级，且EXTI1和EXTI2抢占优先级相同，但EXTI2的亚优先级高于EXTI1。软件触发EXTI1中断进入其ISR里，再软件触发EXTI2。判断是否会发生中断嵌套？
  工程预估：不会。
         why：二者抢占优先级相同，亚优先级的高低不导致中断嵌套。只是当抢占优先级相同的异常有不止一个同时悬起时，就优先响应亚优先级最高的异常。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【3】优先级寄存器的高二位表示抢占优先级，且EXTI2抢占优先级高于EXTI1，但EXTI2的亚优先级低于EXTI1，在软件触发EXTI1中断进入其ISR里，再软件触发EXTI2。判断是否会发生中断嵌套？
  工程预估：会。
         why：EXTI2抢占优先级高于EXTI1，亚优先级的高低不导致中断嵌套。
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【4】无抢占优先级，优先级寄存器的高四位均表示亚优先级，但EXTI2的亚优先级高于EXTI1，在软件触发EXTI1中断进入其ISR里，再软件触发EXTI2。判断是否会发生中断嵌套？
  工程预估：不会。
         why：无抢占优先级【相当于除能了CM3中断嵌套机制】，亚优先级的高低不导致中断嵌套。
================================================================
很明显，每一个程序均非常简单。但将程序下载到硬件上跑的效果会不会如预估一样呢？

第一个工程的代码如下：
“main.c”源文件里

1. #include "stm32f10x.h"
   
2. 
   
3. #define GPIOA_ODR_Addr        (GPIOA_BASE+0x0C)                //GPIOA端口寄存器ODR的地址
   
4. 
   
5. #define BitBand(Addr, BitNum)        *(__IO uint32_t *)((Addr&0xF0000000)+0x02000000+ \
   
6.                                                                                                         ((Addr&0x000FFFFF)<<5)+(BitNum<<2))       
   
7. #define PAout(n)        BitBand(GPIOA_ODR_Addr, n)        //偏移地址取的是32位寄存器的第一字节的，所以n的取值为0~31
   
8. 
   
9. FlagStatus led = SET;                                                        //外部调用的全局变量（声明在stm32f10x_it.h头文件）
   
10. 
    
11. static void RCC_Configuration(void);                        //函数原型声明
    
12. static void GPIO_Configuration(void);
    
13. 
    
14. /**********************************************************************
    
15. * Function Name : MAIN
    
16. * Description         : main program
    
17. * Input                 : None
    
18. * Output                 : None
    
19. * Return                 : None
    
20. **********************************************************************/
    
21. int main(void)
    
22. {
    
23.         RCC_Configuration();
    
24.         GPIO_Configuration();
    
25.         PAout(11) = led;                                                        //上电关闭LED
    
26.        
    
27.         NVIC->ISER[0] = NVIC_ISER_SETENA_7 | NVIC_ISER_SETENA_8;
    
28.         EXTI->IMR |= EXTI_Line1 | EXTI_Line2;
    
29.        
    
30.         EXTI->SWIER = EXTI_Line2;
    
31.        
    
32.         while(1)
    
33.         {
    
34.                 PAout(11) = led;
    
35.         }
    
36.        
    
37. //        return (0);
    
38. }
    
39. 
    
40. /**********************************************************************
    
41. * Function Name : RCC_Configuration
    
42. * Description         : 配置时钟参数，使能外设时钟
    
43. * Input                 : None
    
44. * Output                 : None
    
45. * Return                 : None
    
46. **********************************************************************/
    
47. static void RCC_Configuration(void)
    
48. {       
    
49.         RCC_DeInit();                                        //将外设RCC寄存器重设为缺省值（选择HSI作为系统时钟，其它保持复位值）
    
50.         RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);                //HSE晶振ON
    
51.         if(RCC_WaitForHSEStartUp() == SUCCESS)        //等待HSE晶振稳定
    
52.         {
    
53.                 RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);        //设置AHB时钟（HCLK）—— HCLK = SYSCLK/1
    
54.                 RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);                //设置高速AHB时钟（PCLK2）—— PCLK2 = HCLK/1
    
55.                 RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);                //设置低速AHB时钟（PCLK1）—— PCLK1 = HCLK/2
    
56.                 FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);        //在SYSCLK周期与闪存访问时间插入2个等待周期
    
57.                 FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);        //启用闪存预取缓冲区
    
58.                 RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);        //设置PLL时钟源及倍频系数 —— PLLCLK = (HSECLK/1) * 9 = 72MHz
    
59.                 RCC_PLLCmd(ENABLE);                                        //使能PLL
    
60.                 while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);                //等待PLL就绪
    
61.                 RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);                                //设置系统时钟（SYSCLK）—— 选择PLL作为系统时钟
    
62.                 while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);                                        //返回用作系统时钟的时钟源 —— 0x08：PLL作为系统时钟
    
63.         }
    
64.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    
65. }
    
66. 
    
67. /**********************************************************************
    
68. * Function Name : GPIO_Configuration
    
69. * Description         : 配置GPIO参数
    
70. * Input                 : None
    
71. * Output                 : None
    
72. * Return                 : None
    
73. **********************************************************************/
    
74. static void GPIO_Configuration(void)
    
75. {
    
76.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
77.        
    
78.         /* 将GPIOA.11引脚设置为通用推挽输出模式，最大速度50MHz */
    
79.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
    
80.         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;        //GPIOA.9已配置
    
81.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    
82.         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
83.        
    
84.         /* 将GPIOA.1和GPIOA.2引脚设置为浮空输入模式 */
    
85. //        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2;
    
86. //        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    
87. //        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    
88.        
    
89.         GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource1);
    
90.         GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource2);
    
91. }

复制代码

“stm32f10x_it.c”源文件里：

1. /**
   
2.   * @brief  This function handles External lines 1 interrupt request.
   
3.   * @param  None
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. void EXTI1_IRQHandler(void)
   
7. {
   
8.         EXTI->PR = EXTI_Line1;
   
9.         led = RESET;
   
10. }
    
11. 
    
12. /**
    
13.   * @brief  This function handles External lines 2 interrupt request.
    
14.   * @param  None
    
15.   * @retval None
    
16.   */
    
17. void EXTI2_IRQHandler(void)
    
18. {
    
19.         EXTI->PR = EXTI_Line2;                                //同时清除了EXTI_SWIER寄存器对应位
    
20.         EXTI->SWIER = EXTI_Line1;                        //EXTI1触发请求
    
21.        
    
22.         EXTI->PR = EXTI_Line1;                                //清除触发请求
    
23.         NVIC->ICPR[0] = NVIC_ICPR_CLRPEND_7;//清除中断悬起标志【正常情况下，该寄存器对应的中断悬起标志在进入ISR时会自动清除】
    
24. }

复制代码

“stm32f10x_it.h”源文件里：

1. /****** 用户自定义 ******/
   
2. extern FlagStatus led;                //声明一个外部调用的全局变量（控制LED亮灭的变量）

复制代码

显然代码很简单，软件仿真时各寄存器也是按照程序的意思显示各项数据指标。但是………………很残酷………………实际与理论发生了偏差 —— 将程序烧进硬件跑，LED亮了（即PA.8被置低了。但初始化时PA.8已被置高，而且EXTI1的ISR里才有将PA.8置低的指令！）。不应该是这样啊：虽然EXTI1的优先级高于EXTI2，但二者的抢占优先级相同，因此并不会发生中断嵌套，而且在EXTI2的ISR里已将EXTI1的触发请求标志和中断悬起标志均清除了。原因何在？

贴主找啊找，调啊调………………好吧，既然软件仿真解决不了，咋就来瞎搞硬件仿真。

连接好JLink与板子后，在MDK里点击单步调试“Step one line(F11)”，执行触发EXTI2中断的指令“EXTI->SWIER = EXTI_Line2;”后却不进入EXTI2的ISR，而且无论点击多少次单步调试，程序一直停在while里………………问题真是接踵而至啊………………

初入ARM，练习背黑锅。

这时贴主想起了前不久的一次调试经历：单步不行，就全速（贴主本坛第一帖），于是点击全速运行“Start code execution(F5)”试了下。哈哈，LED亮了！当然，之前的问题并没有得到解决，但是后来的在线调试问题却有了头绪 —— 通过在ISR里设置断点，只要对应的中断被触发且被使能，点击全速运行就可以进入ISR。有了这样一个认知后，贴主又开始瞎搞起来了：软件触发EXTI2后，是何时进入其ISR的？

为此，贴主就在主函数添加了三条将变量flag的值赋给其本身的赋值语句：

1. int main(void)
   
2. {
   
3.         RCC_Configuration();
   
4.         GPIO_Configuration();
   
5.         PAout(11) = led;                                                        //上电关闭LED
   
6.        
   
7.         NVIC->ISER[0] = NVIC_ISER_SETENA_7 | NVIC_ISER_SETENA_8;
   
8.         EXTI->IMR |= EXTI_Line1 | EXTI_Line2;
   
9.        
   
10.         EXTI->SWIER = EXTI_Line2;
    
11.        
    
12.         flag = flag;
    
13.         flag = flag;
    
14.         flag = flag;
    
15.        
    
16.         while(1)
    
17.         {
    
18.                 PAout(11) = led;
    
19.         }
    
20.        
    
21. //        return (0);
    
22. }

复制代码

在线调试时在该三条语句均设置了断点，第一次全速运停在了第一条赋值语句处，再次全速运行时，程序进入到了EXTI2的ISR。如此说明软件触发一个中断，处理器并不会立即响应，这期间存在一个响应时间。学过8051单片机的童鞋应该知道，8051单片机的中断有一个响应过程：采样→查询→处理（各占1个机器周期）。Cortex-M3内核同样也存在，它将“中断延迟”定义为：从检测到某中断请求，到执行了其服务例程的第一条指令时，已经流逝了的时间。在CM3中，若存储器系统够快，且总线系统允许入栈与取指同时进行，同时该中断可以立即响应，则中断延迟是雷打不动的12周期（满足硬实时所要求的确定性）。在与时间赛跑的这12个周期里，处理器内部一直开足马力，进行了入栈、取向量、更新寄存器以及服务例程取指的一系列操作。但若存储器太慢以至于引入等待周期，或者还有其它因素，则会引入额外的延时。

本帖谈论到这，再来谈在线调试为何进不去ISR，以及最开始的工程为何实现不了预期的目标，原因已很明了。

在线调试为何进不去ISR：中断延迟的存在，以及中断响应机制。

对于最开始的工程为何实现不了预期的目标：
在EXTI2的ISR里，软件是这样设置的：

1. /**
   
2.   * @brief  This function handles External lines 2 interrupt request.
   
3.   * @param  None
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. void EXTI2_IRQHandler(void)
   
7. {
   
8.         EXTI->PR = EXTI_Line2;                                //同时清除了EXTI_SWIER寄存器对应位
   
9.         EXTI->SWIER = EXTI_Line1;                        //EXTI1触发请求
   
10.        
    
11.         EXTI->PR = EXTI_Line1;                                //清除触发请求
    
12.         NVIC->ICPR[0] = NVIC_ICPR_CLRPEND_7;//清除中断悬起标志【正常情况下，该寄存器对应的中断悬起标志在进入ISR时会自动清除】
    
13. }

复制代码

也就是语句“EXTI->SWIER = EXTI_Line1;”触发EXTI1的中断请求，紧跟着就有清除EXTI1触发中断请求的指令“EXTI->PR = EXTI_Line1;”，显然由于CM3中断响应机制的约束，后面清除EXTI1触发中断请求的指令“EXTI->PR = EXTI_Line1;”实际无效。比如贴主在EXTI2的ISR里的第一条语句和最后一条语句各设置了一个断点，点击全速运行到最后一条指令，实际并没有清除EXTI_PR寄存器中EXTI1的挂起位（但若是在EXTI2的ISR里点击单步调试，就会清除该位，后面全速运行也不会进入EXTI1的ISR。原因前面已说明）。如下图所示：

图1

在EXTI1的ISR里的第一条语句也设置一个断点，然后继续全速运行，程序果真进入到了EXTI1的ISR，而且是在执行完EXTI2的ISR后再进入的。如下图所示：

图2

这里说明了两个问题：
   一是前面所探讨的关于CM3中断响应机制；
   二是只要没有清除EXTI_PR寄存器中EXTI1的挂起位，即使有清除EXTI_ICPRx寄存器中断悬起标志的指令，该中断悬起标志仍还是会悬起（前提：不是该ISR对应的中断的中断悬起标志。若是该ISR对应的中断的中断悬起标志，在跳出ISR的同时该悬起标志再次被置位。
   比如：在本例的EXTI2的ISR中，由于指令“EXTI->PR = EXTI_Line1;”实际无效，所以它下一条清除EXTI1中断悬起标志的语句即使执行了，其对应的中断悬起标志仍是置位状态；而若将EXTI1的ISR里的“EXTI->PR = EXTI_Line1;”注释掉再全速运行，程序会一直停在EXTI1的ISR里。所以有时需要注意二者清除的顺序！）。关于第二点，参考手册里没有指明，但各童鞋需注意！


经过以上分析，本帖最开始建立的工程的bug已经很明显：在EXTI2的ISR里的“EXTI->SWIER = EXTI_Line1;”语句后同样增加一条给变量flag赋值的语句：

1. /**
   
2.   * @brief  This function handles External lines 2 interrupt request.
   
3.   * @param  None
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. void EXTI2_IRQHandler(void)
   
7. {
   
8.         EXTI->PR = EXTI_Line2;                                //同时清除了EXTI_SWIER寄存器对应位
   
9.         EXTI->SWIER = EXTI_Line1;
   
10.         flag = flag;                                                /****** ！！！此句必须有！！！否则程序运行有问题 ******/
    
11.         /*** 以下是判断EXTI1是否已经发生中断嵌套（两条清除语句缺一不可） ***/
    
12.         EXTI->PR = EXTI_Line1;                                //清除触发请求【必须先清除触发请求，然后再清除中断悬起标志 —— 软件仿真无区别，但硬件必须如此】
    
13.         NVIC->ICPR[0] = NVIC_ICPR_CLRPEND_7;//清除中断悬起标志【正常情况下，该寄存器对应的中断悬起标志在进入ISR时会自动清除】
    
14. }

复制代码

总结下来，其实就是基本知识没掌握，所以每天都是在瞎搞又瞎搞………………


Cortex-M3中文资料.rar (5.19 MB, 下载次数: 23)

2017-3-7 22:55 上传

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Cortex-M3中文资料
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2017-3-7 22:55 上传

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PM0056
Demo (NVIC=Priority).rar (1.17 MB, 下载次数: 17)

2017-3-7 22:37 上传

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本帖最开始所描述的四个工程的源码。

关于硬件连接，补充一下：JLink仿真器端口的1、2脚均定义为VCC，但第2脚被标注为可选择。如以下链接所示

也就是第1脚必须与板子的VCC相连，至于第2脚呢？
经过帖主测试发现：JLink仿真器端口的第2脚连接的是仿真器内AMS1117稳压芯片的输出脚（或许有些JLink没有集成3.3V稳压输出），所以是可以给目标板子提供电源的。若板子没有独立供电，那么必须将JLink仿真器端口的第2脚与目标板的VCC相连。
注意：无论目标板是否独立供电，如若不连接JLink仿真器端口的第1脚与目标板的VCC，下载程序时会依次弹出内容为“No Cortex-M Device found in JTAG chain. Please check the JTAG cable and the connected devices.”和“Error: Flash Download failed - Target DLL has been cancelled”的窗口提示！ 前一个翻译出来也就是提示连接有问题。
（回复不能从本地上传图片，没图片显示形象，各位大虾将就下）

吐息间丶时光中 发表于 2017-3-8 09:50
关于硬件连接，补充一下：JLink仿真器端口的1、2脚均定义为VCC，但第2脚被标注为可选择。如以下链接所示

...

回复时选择“高级模式”就可以添加图片了。
也可以使用ST-LINK/V2-1调试器。

moyanming2013 发表于 2017-3-8 13:28
回复时选择“高级模式”就可以添加图片了。
也可以使用ST-LINK/V2-1调试器。 ...

哈哈，多谢大神提示，看到喃。（今后可以愉快的斗图了）
目前身边只有JLink仿真器，其它仿真器今后应该用得到。

借此将图片上传：

一般用FC头2*10P线连接，不会出现这种情况（前提是目标板本身已将对应的JLink输入引脚的第1脚连到VCC上。比如帖主的板子就是的，下图），容易出现这种情况是在用杜邦线去连接，又是1用JLink仿真器给目标板供电，就很容易少连这一根线。

纠正一个文中的描述错误：测试用的LED连接的是GPIOA端口的11脚，文中被错误的描述为第8脚（程序中是PA.11）。
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感谢@zero99 的支持。
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