在嵌入式开发里，中断服务函数（ISR）的设计要遵循特定原则，以此保证系统的稳定性、可靠性以及实时性。下面为你介绍中断服务函数设计的核心要点：

1. 遵循短小精悍的原则

中断服务函数要尽可能简短，迅速完成关键操作后就退出。要是有复杂的处理任务，建议采用 "后半部分处理" 的模式，也就是在中断中只做标记或者设置标志位，具体的处理工作交给主循环或者任务去完成。

2. 禁止中断嵌套需谨慎

• 完全屏蔽中断：可以通过__disable_irq()（以 ARM Cortex-M 为例）这类函数来屏蔽所有中断，但使用时必须谨慎，要确保屏蔽时间尽可能短。
• 设置中断优先级：借助 NVIC（同样以 ARM Cortex-M 为例）来设置中断优先级，防止高优先级中断打断当前中断服务函数的执行。

3. 对共享资源进行保护

中断服务函数和主程序可能会共享变量或者硬件资源，此时需要采用原子操作或者互斥机制来进行保护。

c

运行

// 示例：使用原子操作保护共享变量
volatile uint32_t shared_counter;

void IRQ_Handler(void) {
    __disable_irq();    // 禁止中断
    shared_counter++;   // 操作共享变量
    __enable_irq();     // 使能中断
}

4. 不使用阻塞操作

在中断服务函数中，不要使用像延时（delay_ms()）、等待信号量或者访问可能阻塞的外设（例如 UART 接收）这类操作。

5. 栈空间要充足

要保证中断服务函数有独立且足够的栈空间，防止出现栈溢出的情况。部分架构（如 ARM Cortex-M）会使用独立的 MSP 栈，这就需要合理配置其大小。

6. 寄存器的保存与恢复

在一些架构中，需要手动保存和恢复被中断服务函数使用的寄存器，不过大多数编译器或者 RTOS 会自动完成这项工作。

7. 外设的清理与使能

在中断服务函数结束之前，要清除中断标志位或者重新使能外设，防止出现中断风暴。

c

运行

void EXTI_IRQHandler(void) {
    if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET) {
        // 处理中断
        // ...
        
        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);  // 清除中断标志
    }
}

8. 与 RTOS 的集成

如果使用了 RTOS，要通过特定的 API（如 FreeRTOS 的xTaskNotifyFromISR()）来安全地唤醒任务，避免直接调用任务函数。

9. 进行严格测试

• 压力测试：要验证在高频中断情况下系统的稳定性。
• 边界条件测试：测试共享资源竞争、中断嵌套等边界情况。
• 覆盖率测试：确保中断服务函数的每一条执行路径都经过了测试。

10. 避免使用的操作

• 不要调用 malloc/free 等动态内存分配函数。
• 禁止使用浮点数运算（除非硬件和编译器提供了支持）。
• 避免进行复杂的计算或者调用非关键函数。

总结

设计中断服务函数的核心思路是 "快进快出"，尽量减少中断处理的时间，把主要工作交给主循环或者任务去完成。同时，要特别注意共享资源的保护以及与系统其他部分的协作。

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