关于单片机中断系统介绍

中断装置和中断处理程序统称为中断系统。 中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。这篇文章我们主要讲解单片机的中断。 中断系统在计算机领域，尤其是单片机中扮演着至关重要的角色。中断系统使得单片机能够在执行当前任务的同时，能够及时响应外部事件，提高处理效率和实时性。中断的整个流程包括中断请求、中断响应、中断处理以及中断返回，这是一个硬件和软件相结合的过程。 中断请求是中断过程的起点，由中断源发起。中断源可以是硬件故障、程序异常、输入/输出设备、外部设备信号或者其他特定的事件。例如，当单片机的定时器达到预设时间，会向CPU发出中断请求，要求处理与定时相关的任务。 中断响应是CPU接收到中断请求后的第一步。如果CPU当前没有更高优先级的任务，它会在完成当前指令后停止执行并保存当前程序状态，也就是所谓的保护断点。这通常涉及到将程序计数器（PC）的值压入堆栈，保存现场（即所有相关寄存器和标志位的状态）。然后，CPU开始执行中断处理程序。 中断处理程序是专门用于处理中断事件的代码段。在处理过程中，如果有优先级更高的中断请求出现，中断系统允许中断嵌套，即中断当前中断处理，先响应高级别的中断请求，然后再回到之前被中断的处理程序。中断嵌套增强了系统的灵活性和处理复杂情况的能力。 中断系统的另一个关键特性是优先权排队。不同的中断源有不同的优先级，高优先级的中断请求会优先被处理。这可以通过硬件线路实现，也可以通过软件查询来决定中断响应的顺序。中断级的概念引入是为了简化管理，相同优先级的中断共享一个中断控制程序起点，而中断屏蔽技术则允许通过设置特定的位来临时禁止某些中断，从而动态调整中断处理的优先级。 中断响应和处理的过程通常包括：接收中断请求，检查中断屏蔽位，确定优先权，保存现场，执行中断处理程序，最后在处理完成后恢复现场和断点，通过返回指令返回到中断前的状态，继续执行原程序。 中断系统是单片机能够高效、实时地处理外部事件的关键机制。它使得单片机能够在执行主程序的同时，能够灵活应对突发状况，执行如数据传输、故障处理等重要任务，极大地提升了系统的性能和实用性。理解中断系统的运作原理和管理方式对于单片机开发和系统设计至关重要。