网页建设与网站设计心德体会,seo的中文名是什么,dede手机网站模板修改,照片书哪个网站做的好μCOS-Ⅲ中断管理#xff0c;这样理解非常简单#xff01; 文章目录 μCOS-Ⅲ中断管理#xff0c;这样理解非常简单#xff01;前言一、中断源与中断优先级二、μCOS-Ⅲ的中断管理方式三、中断屏蔽与中断控制1、μCOS-Ⅲ中断开关2、μCOS-Ⅲ中断屏蔽应用——临界区4、μCOS…μCOS-Ⅲ中断管理这样理解非常简单 文章目录 μCOS-Ⅲ中断管理这样理解非常简单前言一、中断源与中断优先级二、μCOS-Ⅲ的中断管理方式三、中断屏蔽与中断控制1、μCOS-Ⅲ中断开关2、μCOS-Ⅲ中断屏蔽应用——临界区4、μCOS-Ⅲ中断屏蔽应用之——任务调度锁 四、µC/OS-III 中断嵌套计数器总结 前言
我们已经知道了STM32只使用了中断优先级配置寄存器的[7:4]位来配置中断优先级共计16个中断优先级等级并且知道其五个优先级分组的基本含义不知道的翻本专栏μCOS-ⅢGD32_SysTick与PendSV中断管理配置浅解现在来聊一聊μCOS-Ⅲ的中断管理。
一、中断源与中断优先级
中断管理就必须先知道中断源与中断优先级但经常有人弄不清楚这两个概念导致弄不清楚中断管理我们把程序理解为正在写作业的你中断源就是可以打断你写作业的事情你妈妈叫你可以打断你写作业着火也能打断你隔壁猫叫都可以打断你你要重新写作业比作程序复位或者拿错了作业比作硬中断也视为一种中断等…我们把这些称为中断源。为了防止太乱你必须做个规划那些事打断你你必须优先做那些事打断你可以不优先做所以你制定了一个规则把事情分为重要事情和必须事情这就是一个最简单优先级分组。然后你个每个事情做出编号编号越小事情越优先比如重新写作业优先级最高编号为拿错了作业优先级其次… …猫叫优先级为12这就是中断优先级。记住STM32拥有255个中断编号为 115 的对应系统异常大于等于 16 的则全是外部中断有16个中断优先级。 中断优先级有专门的优先级寄存器前15个中断源以下称系统异常有独立的中断优先级配置寄存器分别是SHPR1、 SHPR2、 SHPR3 SHPR1寄存器0xE000ED18
比特位名称功能[31:24]PRI_7保留[23:16]PRI_6UsageFault 中断优先级[15:8]PRI_5BusFault 中断优先级[7:0]PRI_4MemManage 中断优先级
SHPR2寄存器0xE000ED1C
比特位名称功能[31:24]PRI_11SVCall 中断优先级[23:0]—保留
SHPR3寄存器0xE000ED20
比特位名称功能[31:24]PRI_15SysTick 中断优先级[23:16]PRI_14PendSV 中断优先级[15:0]PRI_5保留
µC/OS-III 在配置 PendSV 和 SysTick 中断优先级的时候就使用到了 SHPR3 寄存器。
设置PendSV的优先级和SysTick的优先级 剩下的240个外部中断的中断优先级保存在中断优先级寄存器 NVIC_IPRx用来配置外部中断的优先级IPR 宽度为 8bit原则上每个外部中断可配置的优先级为 0~255数值越小优先级越高。虽然IP是8位位宽但CM3芯片精简设计只有16个优先级所以也只使用了其[7:4]高4bit 。
typedef struct
{__IOM uint32_t ISER[8U] /* 中断使能寄存器 */uint32_tRESERVED0[24U];__IOM uint32_t ICER[8U]; /* 中断除能寄存器 */uint32_tRSERVED1[24U];__IOM uint32_t ISPR[8U]; /* 中断使能挂起寄存器 */uint32_tRESERVED2[24U];__IOM uint32_t ICPR[8U]; /* 中断除能挂起寄存器 */uint32_tRESERVED3[24U];__IOM uint32_t IABR[8U]; /* 中断有效位寄存器 */uint32_tRESERVED4[56U];__IOM uint8_t IP[240U]; /* 中断优先级寄存器 */uint32_tRESERVED5[644U];__OM uint32_t STIR; /* 软件触发中断寄存器 */
} NVIC_Type;
具体的设置方法会更具你的优先级分组来分看是所有事情都重要或者所有事情都必须或者一部分重要一部分必须。这就是为什么每个程序中只能存在一种优先级分组标准否则会乱。
二、μCOS-Ⅲ的中断管理方式
你为了写作业快你找了个AI机器人辅导你写作业类似于加上μCOS-Ⅲ操作系统这个系统就非常厉害它不仅可以根据作业多少进行合理安排时间高效辅导你写多门课程的作业并且可以帮你准确判断是否有事情打断你写作业当房子着火他会提醒你妈妈叫你也会中断下来提醒你猫叫也会提醒你但是有几样它做不到 1.你要重新写它不会阻止你它只会配合你重写程序复位 2.你拿错了作业它判断不了你拿错了只有你发现作业拿错了不能继续写了它才会停下来。硬件中断 3.有特殊要求的中断表示这些事不归他管。 如此类比所以在μCOS-Ⅲ中断配置项中需要注意以下几点
建议将所有优先级位指定为抢占优先级位方便μC/OS-III管理HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4)为了保持事情分组正确好管理CPU_CFG_NVIC_PRIO_BITS这个宏用于定义中断优先级配置寄存器的实际使用位数对于STM32如果将宏定义为4因为 STM32 的优16先级配置寄存器都只使用到了高四比特位;意思就是你准备定义16个优先级另外一个是宏CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY用于定义受 µC/OS-III 管理的最高中断优先等级中断优先级低于此宏定义值的中断受 µC/OS-III 管理。一般定义为4即中断优先级范围为4~15意思就是AI机器人可以最高管理的优先级事情比如重写作业或作业拿错了等特殊中断优先级太高不归他管这个得你自己主观判断。
在中断服务函数中如果调用μC/OS-III的API函数那么该优先级必须在μC/OS-III所管理的范围内这也就是SysTick的优先级为什么最高只能到4。
三、中断屏蔽与中断控制
在某些时候需要将一些中断进行屏蔽就要使用到中断屏蔽寄存器。 PRIMASK 寄存器作用 PRIMASK 寄存器有 32bit但只有 bit0 有效是可读可写的将 PRIMASK 寄存器设置为 1 用于屏蔽除 NMI 和 HardFault 外的所有异常和中断将 PRIMASK 寄存器清 0 用于使能中断。 用法1 CPSIE I /* 清除 PRIMASK使能中断 */CPSID I /* 设置 PRIMASK屏蔽中断 */用法2 MRS R0, PRIMASK /* 读取 PRIMASK 值 */
MOV R0, #0
MSR PRIMASK, R0 /* 清除 PRIMASK使能中断 */
MOV R0, #1
MSR PRIMASK, R0 /* 设置 PRIMASK屏蔽中断 */用法3 __get_PRIMASK(); /* 读取 PRIMASK 值 */
__set_PRIMASK(0U); /* 清除 PRIMASK使能中断 */
__set_PRIMASK(1U); /* 设置 PRIMASK屏蔽中断 */FAULTMASK 寄存器作用 FAULTMASK 寄存器有 32bit但只有 bit0 有效也是可读可写的将 FAULTMASK寄存器设置为 1 用于屏蔽除 NMI 外的所有异常和中断将 FAULTMASK 寄存器清零用于使能中断。 用法1 CPSIE F /* 清除 FAULTMASK使能中断 */CPSID F /* 设置 FAULTMASK屏蔽中断 */用法2 MRS R0, FAULTMASK /* 读取 FAULTMASK 值 */
MOV R0, #0
MSR FAULTMASK, R0 /* 清除 FAULTMASK使能中断 */
MOV R0, #1
MSR FAULTMASK, R0 /* 设置 FAULTMASK屏蔽中断 */用法3 __get_FAULTMASK(); /* 读取 FAULTMASK 值 */
__set_FAULTMASK(0U); /* 清除 FAULTMASK使能中断 */
__set_FAULTMASK(1U); /* 设置 FAULTMASK屏蔽中断 */BASEPRI 寄存器作用 BASEPRI 有 32bit但只有低 8 位[7:0]有效也是可读可写的。 BASEPRI 寄存器比起 PRIMASK 和 FAULTMASK 寄存器直接屏蔽掉大部分中断的方式 BASEPRI 寄存器的功能显得更加细腻 BASEPRI 用于设置一个中断屏蔽的阈值设置好 BASEPRI 后中断优先级低于 BASEPRI 的中断就都会被屏蔽掉 µC/OS-III 就是使用 BASEPRI 寄存器来管理受 µC/OS-III管理的中断的而不受 µC/OS-III 管理的中断则不受 µC/OS-III 的影响。 用法1 MRS R0, BASEPRI /* 读取 BASEPRI 值 */
MOV R0, #0
MSR BASEPRI, R0 /* 清除 BASEMASK使能中断 */
MOV R0, #0x60 /* 举例 */
MSR BASEPRI, R0 /* 设置 BASEMASK屏蔽优先级低于 0x60 的中断 */用法2 __get_BASEPRI(); /* 读取 BASEPRI 值 */
__set_BASEPRI(0); /* 清除 BASEPRI使能中断 */
__set_BASEPRI(0x60); /* 设置 BASEPRI屏蔽优先级小于 0x60 的中断 */μC/OS-III主要用到BASEPRI和·PRIMASK 中断管理主要利用BASEPRI这个寄存器当需要关闭大部分中断则使用PRIMSASK这个寄存器 BASEPRI屏蔽优先级低于某个阀值的中断为0时则不关闭任何中断 比如BASEPRI值为0x40高四位有效表示中断优先级在4~15内的均屏蔽0-3的中断优先级正常执行要关闭大部分中断则使用PRIMASK寄存器
ICSR中断控制状态寄存器0xE000ED04作用用于设置和清除异常的挂起状态以及获取当前系统正在执行的异常编号VECTACTIVE 段[8:0]读VECTACTIVE 段就能够判断当前执行的代码是否在中断中
1、μCOS-Ⅲ中断开关
在文件 cpu_a.asm 中提供了两组同于开关中断的标号 1.OCPU_IntDis OCPU_IntDisCPSID I ; 关闭中断BX LR ; 返回2.CPU_IntEn CPU_IntEnCPSIE I ; 打开中断BX LR ; 返回
以上是第一组关于 CPU_IntDis和CPU_IntEn这两个关于中断的操作标号都是直接操作了 PRIMASK 寄存器直接屏蔽所有的中断和打开所用中断。 3.CPU_SR_Save CPU_SR_SaveCPSID I ; 关闭中断PUSH {R1} ; 入栈 R1MRS R1, BASEPRI ; R1 BASEPRIMSR BASEPRI, R0 ; BASEPRI R0DSB ; 数据同步ISB ; 指令同步MOV R0, R1 ; R0 R1POP {R1} ; 出栈 R1CPSIE I ; 打开中断BX LR ; 返回4.CPU_SR_Restore CPU_SR_RestoreCPSID I ; 关闭中断MSR BASEPRI, R0 ; BASEPRI R0DSB ; 数据同步ISB ; 指令同步CPSIE I ; 打开中断BX LR ; 返回
以上是第二组 标号 CPU_SR_Save 的内容可简单分为如下三个步骤
将 BASEPRI 寄存器的值读入到 R1 寄存器中保存 BASEPRI 寄存器的原始值。将 R0 寄存器的值写入 BASEPRI 寄存器 R0 寄存器中保存的值就是程序在调用标号CPU_SR_Save 时传入的参数。将 R1 寄存器中的值赋给 R0 寄存器在程序中调用标号 CPU_SR_Save 时 CPU_SR_Save的返回值就保存在 R0 寄存器中。因此标号 CPU_SR_Save 所作的事情就是根据入参设置 BASEPRI 寄存器并返回在设置BASEPRI 寄存器前 BASEPRI 寄存器的值以获取中断状态并关闭受 µC/OS-III 管理的中断。
而标号 CPU_SR_Restore的 就是用来给 BASEPRI 寄存器赋指定值的。 配个标号 CPU_SR_Save 使用就能够在需要进行中断保护比如临界区 的代码前后屏蔽并恢复受 µC/OS-III 管理的中断以达到关键代码不受中断影响的目的。
μCOS-Ⅲ的中断屏蔽操作在以下两个地方使用比较多
2、μCOS-Ⅲ中断屏蔽应用——临界区
什么是临界段临界区指必须完整运行不能被中断或任务切换打断的代码中的一些关键部分。 使用场合 1.需要严格按照时序初始化的外设IIC、SPI等 2.系统自身需求 3.用户自己的代码需要不被打断、
API介绍 原理在进入临界段代码时关闭中断当处理完临界段代码以后再打开中断 1.CPU_CRITICAL_ENTER(); 进入临界段
#define CPU_CRITICAL_ENTER() \
do \
{ \CPU_INT_DIS(); \
} while (0)#define CPU_INT_DIS() \
do \
{ \cpu_sr CPU_SR_Save( CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY (8u - CPU_CFG_NVIC_PRIO_BITS)); \
} while (0)CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY (8u – CPU_CFG_NVIC_PRIO_BITS)这个的结果就是屏蔽受 µC/OS-III 管理的中断优先级的中断而不受 µC/OS-III 管理的中断是不受影响的。
2.CPU_CRITICAL_EXIT(); 退出临界段
#define CPU_CRITICAL_EXIT() \
do \
{ \CPU_INT_EN(); \
} while (0)#define CPU_INT_EN() \
do \
{ \CPU_SR_Restore(cpu_sr); \
} while (0)将 BASEPRI 恢复到进入临界区之 前 的 状 态 函 数 CPU_CRITICAL_ENTER() 和 函 数CPU_CRITICAL_EXIT()配合使用的 代码演示
{uint32_t a;uint32_t b;CPU_SR_ALLOC(); /* 必须定义在所有局部变量之后 *//* 非临界区代码 */CPU_CRITICAL_ENTER(); /* 进入临界区 *//* 临界区代码 */CPU_CRITICAL_EXIT(); /* 退出临界区 *//* 非临界区代码 */
}特点 1.成对使用但不可以嵌套使用注意和挂起任务、恢复任务特点进行对比 2.尽量保持临界区耗时段较小
4、μCOS-Ⅲ中断屏蔽应用之——任务调度锁
什么是任务调度锁用于任务调度器上锁和解锁当任务调度器上锁则禁止任务调度解锁则允许任务调度其内部也是调用的的CPU_CRITICAL_ENTER();和 CPU_CRITICAL_EXIT();两个函数 使用OSSchedLock进行上锁 使用OSSchedUnlock()进行解锁 特点: 1.成对使用可嵌套上锁次数和解锁次数必须一样和挂起任务、恢复任务特点一致进入和退出时都会有更新上锁层数 2.仅关闭调度器不影响中断执行只是不会执行任务切换仅仅防止任务之间的资源争夺中断照样执行 3.适用于临界区于任务与任务之间既不用去延时中断又做到临界区的安全
OS_ERR err;
/*非临界区*/
OSSchedLockerr //上锁
{}
OSSchedUnlock(err); //解锁
四、µC/OS-III 中断嵌套计数器
在 µC/OS-III 中会通过全局变量 OSIntNestingCtr 记录中断嵌套的次数方便 µC/OS-III 判断当前是否处于中断状态。当全局变量 OSIntNestingCtr 大于 0 的时候就表示当前处于中断状态当全局变量 OSIntNestingCtr 等于 0 的时候就表示当前不是处于中断状态。 全局变量 OSIntNestingCtr 是在中断服务函数中更新的 因此 µC/OS-III 提供了两个分别用于中断服务函数前后的函数分别为 OSIntEnter()和函数 OSIntExit()。其中函数 OSIntEnter()只是简单地更新了全局变量 OSIntNestingCtr 的值 而函数 OSIntExit()除了更新全局变量OSIntNestingCtr 的值同时还会根据需要进行任务切换。下面以 µC/OS-III 提供了 SysTick 的中断服务函数为例展示函数OSIntEnter()和函数OSIntExit()的使用
void OS_CPU_SysTickHandler(void)
{CPU_SR_ALLOC();CPU_CRITICAL_ENTER();/* 进入中断后先调用函数 OSIntEnter() */OSIntEnter();CPU_CRITICAL_EXIT();/* 中断服务函数的内容 */OSTimeTick();/* 中断返回前调用函数 OSIntExit() */OSIntExit();
} 总结
关于µC/OS-III 的中断管理就到这里整个OS的中断还是立足于M3内核之上的如果对内核中断比较熟悉那么理解OS中断管理就几乎是水到渠成的事。其中对SysTick与PendSV中断管理的部分是单独拿出来的因为这两个中断可以说是作为µC/OS-III 最基础最核心内容之一说它们是µC/OS-III 的命门所在也不为过。 有兴趣的可以参考https://blog.csdn.net/Yin_w/article/details/132184044?spm1001.2014.3001.5502本篇博客。
