【Cortex-Mx系列的SCB关键寄存器浅谈】之二：ICSR寄存器

只看该作者 · 2025-6-20 16:54

在上一篇文章（链接：https://bbs.21ic.com/icview-3461486-1-1.html）中作者介绍了SCB功能块及其第一个关键寄存器CPUID，本文章将主要介绍SCB的第二个关键寄存器：ICSR。

ICSR，即Interrupt Control and State Register，翻译为中断控制和状态寄存器，主要用于控制和查询中断状态，比如提供中断的 pending（挂起）、active（活动）状态，以及异常管理的控制位（如手动触发 PendSV和SysTick 等）。

查看core_cm4.h文件，可以看到ICSR是由下面这些位域信息组成的：

接下来我们逐个解释，如下表所示：

字段名	位域	读写类型	功能描述
NMIPENDSET	[31]	RW	写1，表示不可屏蔽中断（NMI）被挂起
PENDSVSET	[28]	RW	写0无效，写1，表示手动挂起PendSV异常
PENDSVCLR	[27]	RW	写0无效，写1，表示清除PendSV的挂起状态
PENDSTSET	[26]	RW	写0无效，写1，表示手动挂起SysTick异常
PENDSTCLR	[25]	RW	写0无效，写1，表示清除SysTick的挂起状态
ISRPREEMPT	[23]	R	只读，表示是否有可抢占的异常正在挂起
ISRPENDING	[22]	R	只读，表示是否有外部中断正在挂起
VECTPENDING	[21:12]	R	只读，表示当前挂起异常的异常编号，0表示无
RETTOBASE	[11]	R	表示当前是否在中断嵌套中（0表示有更高优先级异常活跃，1表示无嵌套）
VECTACTIVE	[9:0]	R	表示当前活跃异常的异常编号（0表示线程模式，非异常）

我们先来看看Keil的仿真运行时ICSR寄存器的值：

运行时，值为0，如下图：

停止运行时，值为0x00C2E000，如下图：

二进制就是：0000 0000 1100 0010 1110 0000 00000000

比如bit22为1表示有外部中断正在挂起，bit23为1表示有可抢占的异常正在挂起。

那我们可以如何应用ICSR呢？

可以用来手动触发或清除PendSV：

在RTOS中，PendSV用来作为RTOS调度器的御用通道，上下文切换和任务调度都是在ISR中实现的，而ISCR寄存器中的PENDSVSET和PENDSVCLR就专为PendSV设置了两个控制位段；我们可以通过下面的代码操作来挂起PendSV或者清除PendSV的挂起状态：

SCB->ICSR |=SCB_ICSR_PENDSVSET_Msk; // 挂起PendSV

SCB->ICSR |=SCB_ICSR_PENDSVCLR_Msk; // 清除PendSV

有一点需要注意，，就是如果同时向这两个控制位写1，可能导致无法预测的行为。

可以查询当前异常状态：

通过 VECTACTIVE 或 VECTPENDING 字段判断当前运行状态。

可以调试中断状态：

通过检查 ISRPENDING 或 NMIPENDSET 位确认中断是否挂起。

可以读取中断编号：

通过读取 VECTACTIVE 可以确定当前执行的异常或中断编号。

由于ISCR寄存器包含了中断和异常等重要的状态信息，如果直接读取可能会导致不可预测的行为，因此，如果你尝试按读取CPUID寄存器的代码来操作，是不可行的：

uint32_t icsr= 0；

uint32_t read_icsr(void) 

{

    icsr = SCB->ICSR;     

        return icsr; 

}

按以上代码来读取，读取出来的结果与实际值不一样：

也就是说ICSR需要在特权模式下访问，用户模式是无法操作的；那如何访问呢？可以通过间接访问 NVIC 结构体中的 ISER 、 ICER 、 ISPR 和 ICPR 寄存器来实现。

在Keil仿真时其实也可以直接看到NVIC的寄存器值及查看中断信息：

此处也涉及了关于查看中断信息的方法，后续文章会详细阐述。

下一篇文章作者将介绍VTOR（向量表偏移寄存器）。