这篇文章是对 Cortex-M3 内核中断系统 和 STM32F1 系列 NVIC（嵌套向量中断控制器） 的解析说明。我将从结构清晰、层次分明的角度，对 NVIC 中断优先级分组的概念和 STM32F103 的实际情况做一个系统性的总结与叙述。
参考资料：
STM32F1xx官方资料：《STM32中文参考手册V10》---- 第9章 中断和事件
附图：
为什么一定需要中断？
中断的本质是打破“顺序执行”的限制，使 CPU 能在关键事件发生时立即响应，从而实现多任务、高实时性和高效率运行。
如果没有中断会发生什么？
假设没有中断，CPU 想要获取外设状态（比如按键、串口、传感器数据），怎么办？
那我们只能使用轮询（Polling）：
while (1) {if (UART_GetFlag() == 1) {// 接收到数据}
}
使用这种方式的缺点：
CPU效率低 一直忙等，浪费资源
实时性差 响应时间取决于轮询频率
多任务困难 轮询一个设备时，其他任务无法执行
数据易丢失 如果轮询间隔太长，可能错过事件而中断则具备解决这些问题的优势：
高实时性 外设事件立即响应
高效率 CPU 空闲时间可执行主任务
多任务协作 支持 RTOS、任务调度
异步处理 外设与主程序解耦
可靠性提升 不易丢数据、不依赖轮询频率
引入中断的优势： 中断机制允许 CPU “只在需要时被打断”，避免无效等待。
中断触发后：
- CPU 自动跳转到中断服务函数（ISR）
- ISR 执行完毕后自动返回原来任务
- 响应迅速，处理高效
几乎所有操作皆离不开中断：
按键响应 用户按键瞬间触发 EXTI 外部中断
串口通信 接收到数据立即处理 USART 中断
定时任务 每秒触发一次事件 TIM 定时器中断
CAN 总线 收到帧立即解析 CAN 中断
操作系统调度 多任务切换 SysTick 定时器中断
| 没有中断 | 有中断 |
|---|---|
| 一切顺序执行 | 支持事件驱动 |
| 必须轮询外设 | 被动等待变主动响应 |
| 单任务运行 | 支持多任务调度 |
| 类比 | 你每分钟看一次手机有没有来电（轮询） 手机响了你立刻接听（中断） |
| 效率 | 浪费精力，不及时 高效、及时响应 |
中断机制是从串行思维 → 并发思维的转变，是现代计算系统的基石。
中断是嵌入式系统中不可或缺的机制，它让 CPU 不再“苦等”，而是“即来即办”，极大提升了系统的实时性、效率与响应能力。
一、Cortex-M3 内核支持的中断资源（理论上限）
| 项目 | 数量 |
|---|---|
| 核心中断（系统异常） | 16 个（含 HardFault、SysTick、PendSV 等） |
| 外部中断（可屏蔽） | 最多 240 个 |
| 可编程中断优先级级别 | 256（8位） |
这表示 Cortex-M3 可以 支持 256 级中断优先级（理论），但 MCU 厂商会根据芯片实际资源进行裁剪。
二、STM32F103 实际中断资源（裁剪后）
| 项目 | STM32F103xx | STM32F107xx |
|---|---|---|
| 内核中断 | 16 个 | 16 个 |
| 外部中断（可屏蔽） | 60 个 | 68 个 |
| 可用中断优先级位数 | 4 位（即 16 级） | 同上 |
| 总中断源数 | 16（系统） + 60（外部） = 76 | 84 |
STM32 只是用了 Cortex-M3 的一部分功能，比如只用了
4位中断优先级而不是 8 位。
NVIC 优先级的两个概念
那么有几十个中断，怎么管理这么多的中断呢？于是，我们需要对NVIC中断优先级分组。
中断管理方法：首先，对STM32中断进行分组，组0~4。同时，对每个中断设置一个抢占优先级和一个响应优先级值。
分组配置是在寄存器
SCB->AIRCR中配置：
综上↓：
CM3内核支持256个中断，其中包含了16个内核中断和240个外部中断，并且具有256级的可编程中断设置。
STM32并没有使用CM3内核的全部东西，而是只用了它的一部分。
STM32有84个中断，包括16个内核中断和68个可屏蔽中断，具有16级可编程的中断优先级。
STM32F103系列上面，又只有60个可屏蔽中断（在107系列才有68个）
NVIC 中断优先级的两个维度：抢占优先级 & 响应优先级
- 抢占优先级（Preemption Priority）
- 控制中断是否能“打断”其他中断
- 数字越小，优先级越高
- 响应优先级 / 子优先级（Sub Priority）
- 控制多个中断“同时触发”时谁先执行
- 不影响中断嵌套
中断优先级比较规则总结：
1.高优先级的抢占优先级是可以打断正在进行的低抢占优先级中断的。
2.抢占优先级相同的中断，高响应优先级不可以打断低响应优先级的中断。
3.抢占优先级相同的中断，当两个中断同时发生的情况下，哪个响应优先级高，哪个先执行。
4.如果两个中断的抢占优先级和响应优先级都是一样的话，则看哪个中断先发生就先执行；
中断优先级分组（Priority Group）
STM32 使用 AIRCR 寄存器 配置优先级分组，分组如下：
| 分组 | 抢占优先级位数 | 子优先级位数 | 描述 |
|---|---|---|---|
| Group 0 | 0 bit | 4 bit | 全子优先级，无嵌套 |
| Group 1 | 1 bit | 3 bit | 最多两级嵌套 |
| Group 2 | 2 bit | 2 bit | 推荐使用，嵌套+排序 |
| Group 3 | 3 bit | 1 bit | 高嵌套，低排序 |
| Group 4 | 4 bit | 0 bit | 全抢占优先级，满嵌套 |
设置方式：
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 2位抢占 + 2位子优先级
这是中断优先级分组函数： void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup);
void NVIC_PriorityGroupConfig(uint32_t NVIC_PriorityGroup)
{assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(NVIC_PriorityGroup));SCB->AIRCR = AIRCR_VECTKEY_MASK | NVIC_PriorityGroup;
}应用：NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
举例分析强化理解
假定设置中断优先级组为2，然后设置中断3(RTC中断)的抢占优先级为2，响应优先级为1。 中断6（外部中断0）的抢占优先级为3，响应优先级为0。中断7（外部中断1）的抢占优先级为2，响应优先级为0。
- 设置分组2（2位抢占 + 2位响应）
- 中断配置如下：
| 中断号 | 中断类型 | 抢占优先级 | 响应优先级 |
|---|---|---|---|
| 中断3 | RTC中断 | 2 | 1 |
| 中断6 | 外部中断0（EXTI0 |
