K60芯片NVIC模块中断相关寄存器配置以及应用举例.pdf

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1、飞思卡尔Kinetis芯片中NVIC模块的中断寄存器的介绍及其应用举例喻宁宁IMM现场应用工程师飞思卡尔半导体一、NVIC模块的中断寄存器简介嵌套式向量中断控制器（NVIC）是Cortex内核不可分割的一部分，它与CPU紧密结合，可对系统异常和外设中断进行控制。如图1所示，NVIC右端连接到各个外围模块，负责对外设中断进行处理；左端连接到内核，负责对内核系统异常进行处理。本文重点介绍NVIC对外围模块的中断控制。通常，在配置某个外围模块的中断功能时，除了需要设置此模块本身的寄存器中的中断使能位外，还需要配置NVIC模块中对应的中断控制寄存器，系统才会响应此外围模块的

2、中断请求。图1NVIC的连接框图ARMCotex-M4的NVIC模块中相关寄存器的地址、名称、功能描述如图2所示，它们可分为两种类型：非优先级中断寄存器（non-IPRregister）和优先级中断寄存器（IPRregister）。其中，非优先级中断寄存器有以下几种：NVICISERx：中断使能设置寄存器；NVICICERx：中断使能清除寄存器；NVICISPRx：中断挂起设置寄存器；NVICICPRx：中断挂起清除寄存器；NVICIABRx；中断激活状态寄存器；其中x为0-7，称为寄存器的组号，表示每种寄存器都有8个。这些寄存器都是32位的。因此，如果每一位控制一

3、个中断源，则可以分别控制256个中断源。通常，NVICISERx（中断使能设置寄存器）用于去使能某个中断，而NVICICPRx（中断挂起清除寄存器）用于配合NVICISERx寄存器来使能这个中断；NVICIABRx（中断激活状态寄存器）为只读寄存器，用于判断某个中断是否处于激活的状态。图2NVIC寄存器描述而优先级中断寄存器只有一种：NVICIPRx，用于设定每个中断源的优先级。从图3可以看到，每个中断源的优先级控制字要占用4位，再加上保留位，则每个32位的寄存器可以配置4个中断源的优先级。因此，如果要配置256个中断源的优先级，则需要256÷4=64个32位的寄存

4、器。但是Kinetis系列MCU的中断源一般都没有这么多，也就不需要这么多的寄存器。图3中断优先级控制寄存器位域分布下面以K60为例进行具体说明。K60支持16级中断控制，所以在NVIC中，对应于不同的中断源，在优先级中断寄存器NVICIPRx中都有4个相应的位来控制其优先级，另外还有4位是保留位，如图3所示。从图2可以看出，每种非优先级中断寄存器都是一个包含8个32位寄存器的寄存器组。那么在应用过程中，对应于K60的90多种不同的中断源，应该配置这些寄存器组中的哪一个寄存器（组号）和该32位寄存器的那一位（位号）呢？简单来说，就是组号和位号的确定。例如NVICIC

5、ER2[21]，它的组号就是2，位号就是21。这就需要借助芯片厂商在CPU中为不同中断源定义的中断请求号IRQ。需要特别注意的是，中断向量号和中断请求号IRQ号不同，中断请求号IRQ=中断向量号-16，因为有16个ARM内核中断请求是没有分配IRQ号的。在K60的ReferenceManual的P74页可以看到CPU中断向量分配表，定义了各种不同的中断源所对应的中断入口地址、中断向量号、中断请求号、寄存器号以及彼此之间的关系，如图4所示。图4LPTMR中断向量的分配这里结合K60的中断向量分配表，以LPTMR（低功耗定时器）模块为例介绍一下NVIC寄存器的配置。LP

6、TMR模块的中断向量分配如图4所示，可以看到LPTMR中断入口地址为0x0000_0194，中断向量号为101，中断请求号IRQ为85。那么如何确定配置LPTMR中断所对应的NVIC寄存器的组号和位号呢？即LPTMR使用NVIC寄存器组中的哪一个寄存器，以及该寄存器的哪个位呢？它们又和中断向量号IRQ有什么关系呢，下面分非优先级中断寄存器和优先级中断寄存器分别介绍。对于非优先级中断寄存器，如上面提到的NVICISERx、NVICICERx、NVICSPRx、NVICCPRx以及NVICABRx，组号的计算公式为IRQ/32，所以可以得到LPTMR的NVIC非优先级中

7、断寄存器的组号为85/32=2，从而得到LPTMR需要使用的非优先级中断寄存器为NVICISER2、NVICICER2、NVICISPR2、NVICICPR2、NVICIABR2。这些寄存器都是32位的，所以对应于LPTMR的位号计算公式为IRQ%32，得到85%32=21。确定完了组号和位号，便得到了需要设置的LPTMR的非优先级中断控制寄存器及相应的位为：NVICISER2[21]、NVICICER2[21]、NVICISPR2[21]、NVICICPR2[21]、NVICIABR2[21]。对于优先级中断寄存器IPR，如上所述，因为每一个IPR寄存器可以设