1. 中断系统概述
大家好，我是老周。做嵌入式这些年，我敢说中断是咱们和硬件打交道时最核心的机制之一。你想想看，CPU 就一个，外设却一大堆——按键要按、串口要收数据、定时器要溢出……要是 CPU 一个个轮询，那效率低得没法看。中断，就是来解决这个问题的。
1.1 中断的概念
中断，说白了就是“CPU 正在干一件事，突然被另一件事打断，处理完再回来继续干”。
举个例子：你在看书，电话响了。你记下看到哪一页（保存现场），接电话（执行中断服务），挂掉电话后翻回刚才那页继续看（恢复现场）。这就是中断的完整流程。
在 STM32 里，中断源可以是 GPIO 引脚电平变化、定时器溢出、串口收到数据、DMA 传输完成等等。每个中断源都有一个对应的中断服务函数（ISR），CPU 响应中断后就会跳过去执行。
核心要点：中断是异步事件，CPU 不需要一直等着它。这大大提高了系统的实时性和效率。
1.2 中断的作用
我总结了一下，中断在嵌入式系统里主要干这几件事：
- 实时响应：外部事件来了，CPU 能立刻处理。比如按键按下，立即响应，而不是等到主循环轮询到才处理。
- 提高效率：CPU 不用一直轮询外设状态。串口收数据时，你只管干别的，数据来了中断会通知你。
- 多任务协作：不同优先级的中断可以嵌套，高优先级的能打断低优先级的。这在复杂系统中特别有用。
- 低功耗：CPU 可以进入休眠模式，中断来了再唤醒。我在做电池供电项目时，这个特性帮了大忙。
我的经验：有一次做工业控制，需要同时处理多个传感器信号。如果不用中断，主循环轮询根本来不及。后来改用中断 + DMA，CPU 负载从 80% 降到了 15%。
1.3 中断的优先级与嵌套
中断优先级，就是给中断排个队。谁更重要，谁先处理。
STM32 的 NVIC（嵌套向量中断控制器）支持最多 16 级抢占优先级和 16 级子优先级。你可以通过配置优先级分组来分配。
| 优先级分组 | 抢占优先级位数 | 子优先级位数 | 说明 |
|---|---|---|---|
| NVIC_PriorityGroup_0 | 0 | 4 | 只有子优先级，无抢占 |
| NVIC_PriorityGroup_1 | 1 | 3 | 2级抢占，8级子优先级 |
| NVIC_PriorityGroup_2 | 2 | 2 | 4级抢占，4级子优先级 |
| NVIC_PriorityGroup_3 | 3 | 1 | 8级抢占，2级子优先级 |
| NVIC_PriorityGroup_4 | 4 | 0 | 16级抢占，无子优先级 |
抢占优先级高的中断可以打断抢占优先级低的。如果抢占优先级相同，就看子优先级，子优先级高的先执行，但不能互相打断。
注意：我曾经在一个项目中，把两个外设的中断优先级设成了相同的抢占优先级，结果一个中断没处理完另一个又来了，导致数据错乱。后来改成不同抢占优先级才解决。所以，关键中断一定要给高优先级。
1.4 STM32 中断系统架构
STM32 的中断系统，核心就是 NVIC 和中断向量表。
NVIC 负责管理所有中断的使能、挂起、优先级等。中断向量表则是一张地址表，每个中断源对应一个入口地址，CPU 响应中断后就去这个地址执行。
下面这张图是我画的 STM32 中断系统架构图，帮你理清整体脉络：
从图上你能看到，外设产生中断请求后，NVIC 会根据优先级决定是否响应。如果 CPU 当前执行的任务优先级更低，NVIC 就会通知 CPU 暂停当前任务，自动保存现场（压栈），然后从向量表中找到对应的 ISR 地址并跳转过去。
执行完 ISR 后，CPU 自动恢复现场（出栈），继续执行原来的任务。整个过程硬件自动完成，不需要我们手动写保存现场的代码——这也是 Cortex-M 系列的一大优势。
我的习惯：在配置中断时，我一般先把所有中断的优先级分组设好，再逐个使能。这样能避免中途改分组导致优先级混乱。另外，ISR 里尽量少做事，把耗时操作放到主循环或任务里，保证中断响应够快。
嗯，中断系统的基本概念就这些。你想想看，如果没有中断，CPU 得一直轮询外设，那得多累？中断让 CPU 能“按需响应”，这才是嵌入式系统的精髓。