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中斷概念
中斷是計算機系統中一種重要的事件驅動機制，用于在特定條件下打斷正在執行的程序，并跳轉到預定義的中斷處理程序中執行特定的操作。當發生中斷時，處理器會立即中止當前正在執行的指令，保存當前的執行狀態，并執行相應的中斷處理程序。
中斷可以由多種事件觸發，例如硬件設備的狀態改變、定時器溢出、外部信號等。常見的中斷事件包括鍵盤輸入、鼠標移動、網絡數據到達等。
中斷的作用是實現對實時事件的及時響應。通過中斷，計算機系統能夠在發生特定事件時立即中斷當前任務，執行與該事件相關的處理程序，以確保及時處理和響應事件。中斷能夠提高系統的實時性、可靠性和可處理性。
中斷的處理過程包括以下步驟：
- 中斷觸發：某個事件觸發中斷，如硬件設備發出中斷請求信號。
- 中斷響應：處理器檢測到中斷請求，并立即中止當前執行的指令。
- 保存現場：處理器保存當前的執行狀態（如程序計數器、寄存器等），以便在中斷處理完成后能夠恢復執行。
- 中斷服務程序執行：處理器跳轉到預定義的中斷服務程序（ISR），執行與中斷相關的操作。
- 中斷處理完成：中斷服務程序執行完成后，處理器恢復之前保存的執行狀態，并繼續執行原來的程序。
通過合理使用中斷，可以實現并發處理、異步事件處理和實時響應，提高系統的性能和可靠性。中斷在各種計算機系統中廣泛應用，包括嵌入式系統、操作系統和實時系統等。
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ARM中的中斷優先級
ARM Cortex-M 使用了 4 位寬的寄存器來配置中斷的優先等級，這個寄存器就是中斷優先級配置寄存器。
GD32中，分為搶占優先級和子優先級。（數值越小，優先級越高）
分組 | 搶占優先級 | 響應優先級 |
分組0 | 0（可取值為0） | 4（可取值為0到15） |
分組1 | 1（可取值為0到1） | 3（可取值為0到7） |
分組2 | 2（可取值為0到3） | 2（可取值為0到3） |
分組3 | 3（可取值為0到7） | 1（可取值為0到1） |
分組4 | 4（可取值為0到15） | 0（可取值為0） |
通常我們在代碼中來進行配置：
nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE4_SUB0);全局中斷的意思是，把全局的中斷優先級大概定義到一個區間，具體到哪種類型的中斷，自行去配置合適的優先級。因此，我們對于一些中斷源可以通過以下代碼來配置優先級：
nvic_irq_enable(xxx_irqn, 6, 0); // >= 5上面中的全局中斷配置，配置為搶占優先級為4，響應優先級為0，那么就把具體中斷源的區間給框定了。搶占優先級取值介于0到15，響應優先級只能為0。因此，上面配置具體中斷源優先級為5和0，在全局中斷源的范疇內。當然你設置一個范圍不在范疇內，是不生效，或者會出現其他問題。
通常在FreeRTOS配置外設的中斷優先級都在5及以上 (configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY)
FreeRTOS的中斷優先級
在FreeRTOSConfig.h中，configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY配置了中斷優先級:
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5默認位置為5。
在GD32中，優先級的數值越小，優先級越高。通過優先級分組可以知道，優先級分為0到15個等級。那么FreeRTOS中的這個優先級是什么含義呢？
開啟中斷和關閉中斷：
portENABLE_INTERRUPTS();
portDISABLE_INTERRUPTS();優先級配置注意
低于或等于configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 優先級的中斷函數（數值越大，優先級越低），FreeRTOS的API函數才能對其生效。例如configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY為5，則中斷函數配置的參數必須為[5, 15]的任意值。（所有優先級均為搶占優先級時）
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中斷優先級和任務優先級
示例
- 創建timer中斷，每秒打印數據
- 創建任務，掃描按鍵事件
- 當按鍵按下，關閉所有中斷，當按鍵再次按下，開啟中斷
- 觀察效果
注意：vTaskDelay和delay_1ms的有區別
//main.c
#include "gd32f4xx.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "usart0.h"TaskHandle_t start_handler;
TaskHandle_t task_key_handler;void task_key(void *pvParameters) {uint32_t flag = 0;FlagStatus pre_state = RESET;while(1) {FlagStatus state = gpio_input_bit_get(GPIOA, GPIO_PIN_0);if(SET == state && pre_state == RESET) {// 當前高電平, 上一次為低電平,按下pre_state = state;if(flag == 0) {printf("disable \r\n");// 關閉中斷portDISABLE_INTERRUPTS();} else if(flag == 1) {// 開啟中斷printf("enable \r\n");portENABLE_INTERRUPTS();}flag++;if(flag > 1) flag = 0;} else if(RESET == state && pre_state == SET) {// 當前高電平, 上一次為低電平,抬起pre_state = state;}delay_1ms(20);}
}void Usart0_recv(uint8_t *data, uint32_t len) {printf("recv: %s\r\n", data);
}static void GPIO_config() {// 時鐘初始化rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);// 配置GPIO模式gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_PULLDOWN, GPIO_PIN_0);
}#define PRESCALER 10000
#define FREQ 1static void TIMER_config() {// 時鐘配置rcu_periph_clock_enable(RCU_TIMER5);// 復位定時器timer_deinit(TIMER5);rcu_timer_clock_prescaler_config(RCU_TIMER_PSC_MUL4);timer_parameter_struct tps;timer_struct_para_init(&tps);tps.prescaler = PRESCALER - 1; // 分頻系數 240 000 000tps.period = SystemCoreClock / PRESCALER / FREQ - 1; // 周期計數值 1Hztimer_init(TIMER5, &tps);nvic_irq_enable(TIMER5_DAC_IRQn, 5, 0);timer_interrupt_enable(TIMER5, TIMER_INT_UP);timer_enable(TIMER5);
}void TIMER5_DAC_IRQHandler(void) {if(SET == timer_interrupt_flag_get(TIMER5, TIMER_INT_UP)) {printf("timer\r\n");}//清除中斷標志位timer_interrupt_flag_clear(TIMER5,TIMER_INT_FLAG_UP);
}void start_task(void *pvParameters) {GPIO_config();Usart0_init();TIMER_config();printf("start\r\n");taskENTER_CRITICAL();xTaskCreate(task_key, "task_key", 64, NULL, 2, &task_key_handler);vTaskDelete(start_handler);taskEXIT_CRITICAL();
}int main(void)
{nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE4_SUB0);xTaskCreate(start_task, "start_task", 128, NULL, 1, &start_handler);vTaskStartScheduler();while(1) {}
}
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