单片机中的中断处理机制

风吹麦浪 2019-09-09 ⋅ 24 阅读

中断是单片机中非常重要的概念,它使得单片机可以在某些特定事件发生时,立刻中断当前的任务去处理更紧急或更重要的事件。本文将介绍单片机中的中断处理机制,包括中断的概念、中断的分类及中断的处理过程。

1. 中断的概念

中断是单片机处理外部事件的一种机制。当某个特定事件发生时,单片机会停止当前正在执行的任务,转而执行与该事件相关的中断服务程序。一旦中断服务程序执行完毕,单片机会返回到中断前的程序继续执行。

中断可以分为内部中断和外部中断。内部中断是由程序内部的某个特定条件触发,如计时器溢出中断、串口接收中断等。外部中断则是由单片机外部的某个事件触发,比如外部中断引脚上的电平变化。

2. 中断的分类

根据中断的优先级和处理方式,中断可以分为以下几种类型:

  • 可屏蔽中断(IRQ):这种中断可以被屏蔽,即在一段时间内忽略某些特定的中断请求。可屏蔽中断可以通过设置中断屏蔽位来控制屏蔽或使能。

  • 非可屏蔽中断(NMI):这种中断无法被屏蔽,通常被定义为一些严重故障的触发条件,如低电压、低电平等。

  • 软件中断(SWI):这种中断是由程序内部产生的,通常用于主动触发中断。

  • 时钟中断(TIMER):这种中断是由定时器模块产生的,用于定时器溢出等特定事件触发。

  • 外部中断(INT):这种中断是由单片机外部引脚上的信号触发的,比如按键输入、外部设备状态变化等。

3. 中断的处理过程

中断处理过程一般包括以下几个步骤:

  1. 中断请求产生:当中断事件发生时,单片机的中断请求引脚会被拉低,通知单片机有中断事件需要处理。

  2. 屏蔽中断:中断请求信号经过中断屏蔽逻辑电路,判断是否使能该中断。若该中断被屏蔽,则不进行下一步的处理;若该中断未被屏蔽,则继续执行下一步处理。

  3. 中断响应:单片机会在当前指令执行完后,立即响应中断请求,保存当前的现场信息,包括程序计数器、堆栈指针等。

  4. 中断向量定位:通过中断向量表或中断向量寄存器等方式,确定中断服务程序的入口地址。

  5. 中断服务程序执行:中断服务程序是一段专门处理中断事件的代码,它会根据具体的中断类型执行相应的操作,如保存寄存器、处理中断事件、恢复现场等。

  6. 中断返回:在中断服务程序执行完毕后,单片机会通过特定指令将之前保存的现场信息恢复回去,并继续执行中断发生时的程序。

通过中断处理机制,单片机可以灵活地处理各种优先级不同的事件,提高系统的可响应性和效率。

结语

中断处理机制是单片机中非常重要的一部分,通过合理利用中断,我们可以更好地实现单片机系统的各种功能。希望本文能给大家对单片机中的中断处理机制有一个初步的了解。


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