ARM单片机中断处理过程解析

前言

本文探讨了ARM单片机中的中断处理过程，特别是Cortex-M3内核的中断事件处理行为，以帮助读者彻底理解中断执行过程，并在开发中遇到中断问题时能够游刃有余。

中断响应

Cortex-M3单片机响应中断时会进行寄存器入栈、取向量、选择及更新堆栈指针MSP/PSP、连接寄存器LR和程序计数器PC。这些操作保证了正确的寄存器值会被保存到正确的位置。取中断服务例程地址是通过从中断向量表中获取异常向量来预取指令实现的。更新寄存器包括堆栈指针SP、程序状态寄存器PSR中的IPSR位段和程序计数器PC，以及在进入和退出ISR时处理LR。

中断返回

中断服务例程完成后，进行异常返回以恢复系统状态。这是通过向PC写入EXC_RETURN实现的，确保了先前压入栈中的寄存器恢复，并更新NVIC寄存器。EXC_RETURN有特殊含义，确保了处理器的中断返回操作。

中断嵌套与咬尾中断

Cortex-M3支持中断嵌套，即通过NVIC和处理器优先级控制抢占与嵌套行为。中断嵌套会增加主堆栈的压力，可能导致堆栈溢出。咬尾中断机制通过减少入栈/出栈操作减少了中断之间的时间延迟。

晚到中断

晚到的异常处理允许高优先级的中断在已经开始响应低优先级中断的早期阶段抢占执行。这种机制保证了高优先级中断即使晚到也能优先执行。

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