前言：

        博主是一枚热爱嵌入式的大二小菜，此博客账号用于记录日常学习笔记以及分享一部分学习心得。本文会用像“交一个女朋友”一样的方法详细介绍中断的定义，结构，保存现场和恢复现场（这是从内核角度理解中断的关键所在），中断向量表以及涉及到的汇编指令，并总结中断执行流程。希望道友看完后不仅对中断有更加深入的了解，也能用此方法理解未来的道侣哈哈。至于为什么要用中断作为博主的第一篇文章呢？嗯…当然与其重要性逃不开，中断在嵌入式中极其重要，甚至在以后学习Freertos的时候，也是理解freertos实现机制的一个关键点，哈哈哈哈，提前剧透博主后面的内容了，下面正式开始中断的介绍：

一、中断是什么？（问她叫什么？）

其实学习就像交往一个女朋友一样，我们得先知道她叫什么，长什么样子，再去深入了解她的内心，类比到这里，我们得先知道中断是什么，有什么样的结构，再深入了解其核心。接下来让我们先看看中断是什么：

百度给的定义：中断是指在CPU执行正常程序时，因外部或内部事件的发生，打断当前程序的执行，转而处理紧急任务，然后再返回原程序继续执行。

博主举个“栗子”：比如博主现在正在宿舍看书，突然听到门外有阿姨敲门查寝，我会在书里面放一个书签（保存现场），然后去开门，阿姨查完寝之后，我再回来打开夹有书签的那一页继续看书（恢复现场）。

博主在“栗子”中写有保存现场和恢复现场，大家可能会有疑问？现场是什么？为什么要保存现场？不要着急，且听博主细细道来。

二、中断的结构（看看她长啥样）

中断结构其实很复杂，有非常多寄存器，但是博主在这里简化为三个部分：中断源 --> 中断控制器（NVIC）--> CPU,以下是博主学习韦东山老师的视频的时候画的一张简图:

上图最左边的中断其实就是中断源，中间的NVIC就是中断控制器，用来选择将哪一个中断信号递交给CPU，注意这里只是把中断标志交给CPU，让CPU判断要不要执行这个中断，其实还没有真正执行中断的内容，具体的中断内容的执行将在后面的中断向量表中详细介绍。

在这里加入了“异常”的概念，其实异常是指来自CPU内部的意外事件，也可以打断CPU当前的执行。异常可以分为：系统异常，内部中断和外部中断，由此可见，中断也是异常的一部分。这里博主主要介绍中断，所以异常就在此一笔带过了哈。

图中只是一个总结的框图，如果需要详细了解如NVIC，中断源等可以参考其他博主的资料，写的非常详细，比博主写的好哈哈哈哈哈哈哈哈哈。

三、中断向量表（函数指针数组）

        前面写了这么多，终于到了中断的核心部分之一中断向量表啦，前面讲的中断控制器把中断信号交给CPU之后，如果CPU决定执行该中断，就会在中断向量表中找到对应的中断服务函数入口，那么具体的实现流程是怎么样的呢？博主接下来展开详细介绍：

中断向量表：可能会有一部分道友不是很清楚中断向量表，其实可以把它理解为一个函数指针数组，里面的每个成员都是一个函数指针，指向对应的中断服务函数。

中断服务函数一般是C语言编写的函数（这句话划重点，后面介绍保持现场和恢复现场时会用到）。

那么，中断向量表到底是什么样子呢？博主截了一部分STM32F407中启动文件的图片供道友参考：

各位道友请看，中断向量表其实是汇编文件里面的一部分，从__Vectors开始之后的就是向量表里面的内容，在里面放了很多中断服务函数的入口。例如：初始化堆栈，复位中断，SVC中断等等。

向量表中涉及了一条汇编指令DCD ，在这里简单介绍一下：在汇编语言中， DCD 是用于定义数据的伪指令，其作用是在内存中分配一个或多个32位（4字节）的存储空间，并将指定的数据存储在这些空间中。这也是为什么博主会在这章的标题后面写上函数指针数组，当然这是博主的个人理解哈，仅供参考。

写到这里，博主想预告一下下一篇文章，STM32的启动流程，也和中断向量表离不开，并且会详细介绍一下向量表得地址空间。

四、保存现场和恢复现场（深入了解她的内心）

如果你的女朋友老是说你不懂她不理解她，请不要慌张，认真看完这里，这里我将介绍中断的核心（内心），让你更懂中断，当然也希望道友更懂女朋友的嘛～

所谓现场就是指：R0~R15，xPSR这些CPU寄存器。

这些寄存器被分为两部分：调用者保存的寄存器（R0~R3，R12，LR，xPSR），被调用者保存的寄存器（R4~R11）。

R0~R3:用做调用者与被调用者之间的参数传递。

R4～R15:可能会被调用的函数使用，所以在被调用函数入口保存。

保存现场：保存现场可以分为硬件保存和软件保存两部分，其中硬件负责保存的cpu寄存器有（r0~r3，r12，LR，返回地址，xPSR和已经调用的栈），软件负责保存（r4~r11）。

 （图中是硬件保存寄存器的示例）

恢复现场：当中断执行完以后会自动恢复所有保存的寄存器。

补充一丢丢：在调用C函数前，CM3和CM4内核得单片机会将LR置为一个特殊值（EXC_RETURN），用来从栈里恢复现场，更多详细的内核知识可以参考《ARM Cortex-M3权威指南》。

五、总结中断的执行流程

以STM32F407为例，中断执行流程如下：

a.中断触发（中断源）：外设或内核产生中断信号，置位中断标志位。

b.中断响应（NVIC-->CPU）： CPU检测到中断请求，若满足优先级条件（未被更高优先级中断抢占、当前指令执行完毕等），则暂停当前任务。自动保存现场（PC、寄存器等上下文）到栈中。

c.跳转中断服务函数（ISR）：根据中断向量表找到对应ISR地址并跳转执行。

d.中断处理：在ISR中完成具体功能（如数据读取、状态更新等），需手动清除中断标志位。

e.中断返回：执行完ISR后，自动恢复现场，返回原程序继续执行。

 关键点：需配置中断优先级分组、使能外设及NVIC中断通道，确保标志位正确清除。

 

好啦，到这里就全部介绍完啦，道友们如有什么见解欢迎私信交流，我会更正到文章中滴，然后就是工科男写作不易哈哈哈，给个一键三连是对俺最大的鼓励啦٩(๑^o^๑)۶，大家一起加油💪