UCOSIII 专栏 04：中断与临界区

1. 什么是中断

中断：CPU暂停当前正在执行的程序，转去处理更紧急的事件（中断服务程序 ISR），处理完成后再返回原程序继续执行。 基本流程：中断请求 → CPU响应中断 → 执行中断服务函数 → 退出中断返回原程序

2. 中断优先级与分组（Cortex-M / STM32）

(1) Cortex-M优先级寄存器

Cortex-M中断优先级寄存器为 8bit，但 STM32只实现高4位[7:4]，因此最多 16级优先级 (0~15)。 数值规则：数值越小优先级越高。

(2) 抢占优先级 + 子优先级

STM32中断优先级由两部分组成：

抢占优先级

• 决定是否能打断正在执行的中断
• 高抢占优先级可以打断低抢占优先级中断

子优先级

• 当两个中断抢占优先级相同时
• 子优先级小的先执行
• 不能打断正在执行的中断

(3) NVIC优先级分组

优先级的4bit在抢占和子优先级之间分配。

UCOS-III推荐：

1
HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4);

即 全部作为抢占优先级，方便OS管理。

其中HAL_Init（）里面就已经默认配置了NVIC_PRIORITYGROUP_4无需再配置了。

(4) UCOS-III中断优先级管理范围

通过：CPU_CFG_KA_IPL_BOUNDARY

设置OS管理的中断优先级范围。 例如设置为 4：

1
OS管理中断优先级范围 = 4 ~ 15

含义：

• 0~3：OS不管理（高优先级中断）
• 4~15：OS管理

如果 ISR中调用UCOS API，该中断必须在 OS管理范围内。

3. 中断相关寄存器

(1) 系统中断优先级寄存器

Cortex-M有三个系统优先级寄存器：

1
SHPR1
2
SHPR2
3
SHPR3

地址：

1
SHPR1 : 0xE000ED18
2
SHPR2 : 0xE000ED1C
3
SHPR3 : 0xE000ED20

用于配置：

• MemManage
• BusFault
• UsageFault
• SVCall
• PendSV
• SysTick

PendSV：最低优先级

作用：任务切换 原因：保证系统任务切换不会打断其他中断。

SysTick：OS管理中最高优先级

作用：系统时钟节拍,保证时基精度。

systick中断会调用OSTimeTick（），来确保时间。

比如A任务延迟100，B任务延迟100，OSTimeTick维持一个计数器，每次都—，最后A，B同时处于就绪态。

1
void SysTick_Handler(void)
2
{
3
  HAL_IncTick();
4
  OS_CPU_SysTickHandler();
5
}
6

7
void  OS_CPU_SysTickHandler  (void)
8
{
9
    CPU_SR_ALLOC();
10
    CPU_CRITICAL_ENTER();
11
    OSIntEnter(); /* Tell uC/OS-III that we are starting an ISR  */
12
    CPU_CRITICAL_EXIT();
13
    OSTimeTick(); /* Call uC/OS-III's OSTimeTick()*/
14
    OSIntExit();/* Tell uC/OS-III that we are leaving the ISR */
15
}
16

17
/*配置SysTick时间*/
18
void BSP_SysTick_Init(void)
19
{
20
    SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);
21
}

4. 中断屏蔽寄存器

Cortex-M有3个中断屏蔽寄存器：

(1) BASEPRI（UCOS核心）

[!CAUTION]

但是BASEPRI 只屏蔽抢占优先级，不能正确屏蔽子优先级，故所有优先级必须是抢占优先级，建议NVIC_PriorityGroup_4

作用：屏蔽优先级低于某阈值的中断

示例：BASEPRI = 0x40，高4位有效，即优先级415被屏蔽 ，优先级03仍可响应

UCOS-III用它来实现：进入临界区，退出临界区

(2) PRIMASK

PRIMASK为 32bit寄存器，但只有bit0有效

汇编指令：

开启中断：

1
CPSIE I

关闭中断：

1
CPSID I

5. UCOS-III中断设计核心逻辑

核心思想：

1️⃣ PendSV最低优先级 → 专门用于任务切换 2️⃣ SysTick高优先级 → 保证系统tick精度 3️⃣ BASEPRI实现临界区 → 屏蔽OS管理的中断 4️⃣ 高优先级中断(0~3) → OS不管理，可用于极实时任务 5️⃣ ISR调用OS API必须在OS管理范围

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UCOSIII 专栏 04：中断与临界区

周二 2月 24 2026

857 字 · 4 分钟

嵌入式 UCOSIII专栏 UCOSIII RTOS 中断

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© Blueaoi | CC BY-NC-SA 4.0

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