中斷
單片機CPU在處理某一事情A時，發作了另一事情B懇求CPU敏捷去處理（中斷發作）；CPU暫時中斷當時的作業，轉去處理事情B（中斷呼應和中斷效勞）；待CPU將事情B處理完畢后，再回到本來事情A被中斷的當地持續處理事情A（中斷回來），這一進程稱為中斷。
例如
當你正在洗衣時，俄然手機響了（中斷發作），你暫時中斷洗衣的作業，轉去接電話（中斷呼應和中斷效勞），待你接完后，再回來持續洗衣（中斷回來），這一進程就是中斷。
單片機中斷分為內部中斷和外部中斷兩大類，外部中斷由單片機外部設備發生，中斷發生后經過單片機的外部管腳傳遞給單片機，傳遞這個中斷信號最簡略的辦法就是規則單片機的管腳在什么狀況下有外部中斷發生，這樣單片機一般是有一個或多個IO口當在輸入狀況時能夠用來檢測外部中斷信號。有外部中斷發生的條件一般也就是這五種：IO口輸入為高、IO口輸入為低、IO口輸入由高變為低、IO口輸入由低變為高、IO口輸入由高變低或許由低變高。
一個銜接到單片機的外部設備，如果想要運用單片機的外部中斷，就有必要在自己懇求單片機中斷呼應的時分給單片機供給單片機在這五種信號中所支撐的類型來觸發單片機中斷。程序作業中，一個中斷不是只發生一次，一般都會距離持續發生，這五種外部中斷觸發信號前四種都有一個問題，就是程控直流電源外設發出懇求中斷信號后如果信號懇求線狀況不改動，程控直流電源外設會無法向單片機供給下一次中斷懇求信號。讓我們來看看以單片機和外部設備選用負跳變觸發中斷為例的觸發狀況。
外部設備以負跳變觸發單片機中斷，第一次中斷懇求外部設備的中斷懇求輸出腳能夠從高變低，觸發單片機中斷，第一次中斷懇求發作后中斷懇求腳保持輸出低，外部設備無法發生第2次中斷的觸發負跳變信號。
圖1 程控直流電源外設只能發生一次中斷懇求信號暗示圖
將外部設備的中斷懇求信號做出修正，本來為需求中斷時僅僅輸出從高到低改動，現在改為輸出先從高變到低，經過一小段時刻后自己從低變回高，這樣就能夠每次需求中斷時都能向單片機輸出負跳變觸發信號。
圖2 程控直流電源外設可接連發生中斷懇求信號暗示圖一
或許是由外部設備供給某種接口，單片機經過該接口能夠對外部設備進行中斷鏟除操作，中斷鏟除操作能夠讓外部設備的中斷懇求輸出腳康復到高。
圖3 程控直流電源外設可接連發生中斷懇求信號暗示圖二
外部中斷觸發還有一些特殊辦法，比方外部脈沖寬度丈量、外部脈沖計數等，這些辦法都是在前面幾種基本觸發辦法上進行功用擴展得來的，外部脈沖寬度丈量就是當中斷信號線跳變時會發動內部一個計時器，到下一次中斷信號線跳變時經過計時器得到脈沖寬度并重新發動計時器，這些辦法很少會運用到，不做詳述。
內部中斷是指單片機內部的功用模塊發生中斷信號，只需是單片機內部在CPU外圍能獨立作業的功用模塊都會供給中斷功用，常見的內部中斷類型有時鐘Timer、串口UART、模數變換ADC等。內部中斷的作業流程和外部中斷沒太多差異，僅僅中斷懇求信號是在單片機內部進行傳輸，中斷信號不是管腳上的電平狀況，而是一個寄存器里邊的相應標志位，一般當某個內部中斷發生中斷懇求時就會將相應標志方位為1，CPU呼應中斷時將這個標志位清0。
圖4 內部中斷觸發暗示圖
單片機對中斷標志位的處理辦法沒有統一標準，具體的約好辦法要看單片機文檔。大部分是標志位為1有中斷發生，但有少量單片機是標志位為0有中斷發生；有的單片機對中斷標志位是CPU寫入什么就是給改寫成什么，有的則是規則有必要經過寫1或寫0來實現鏟除操作，還有少量只需讀一下中斷標志位就會主動鏟除掉該標志位。
如果單片機不想被外部中斷觸發，大不了將用于銜接外部中斷觸發信號的管腳接成不會觸發中斷的電壓狀況就能夠，但內部中斷無法去改動內部連線，所以單片機為了能夠挑選中斷是否能夠被除法，在其內部會有相關的寄存器來進行挑選，經過里邊的操控標志位開發人員能夠根據實踐狀況決議是否運用中斷。一般單片機里邊有一個總操控位，這個位能夠操控一切中斷的開與關，然后每一種中斷自己還有一個獨立的操控位決議自己的開與關，如果想運用某個中斷，就需求將總中斷開關和對應中斷的開關都翻開。
當單片機有中斷信號發生時，就會觸發對應中斷，不同的中斷源會需求不同的呼應辦法，也就是說不同的中斷發生的時分，需求單片機程序按照不同的中斷源做出不同的呼應，這就是中斷效勞程序。如果是UART收到新數據發生中斷，應該是UART中斷效勞程序將數據讀回來并做處理，如果是ADC變換完結發生的中斷，需求的則是ADC中斷效勞程序將數據讀回來并做處理。如果需求清中斷標志位動作，一般都是在中斷效勞程序里邊完結。
不同的中斷源需求與之對應的中斷效勞程序，實踐開發中并不是一切的中斷都會被用到，開發人員為了節約程序代碼空間會只寫出自己要運用到的中斷效勞程序，也就是說會有一些中斷沒有與之對應的中斷效勞程序，如果觸發了這樣的中斷，單片機程序會運轉犯錯，前面中斷各自獨立的操控位就排上用場，將這些操控位關掉，相應中斷就不會被觸發。
單片機開端上電的時分，如果操控中斷是否被翻開的寄存器操控標志位被翻開，可能會呈現中斷被誤觸發的狀況，而這個中斷如果沒有與之相對應的中斷效勞程序的話程序就會跑飛，所以單片機上電的時分一般會主動將這些寄存器里邊的標志位都關掉，避免誤觸發。
中斷效勞程序是單片機程序的一部分，具體內容由開發人員決議，這樣中斷效勞程序的巨細在單片機程序中的方位就不固定，當單片機的中斷被觸發后，單片機需求知道中斷效勞程序在什么方位才干履行它，單片機經過中斷跳轉表（中斷向量表）來處理這個問題。
盡管中斷效勞程序的巨細和在整個程序中的方位會不固定，但程序只需被燒進單片機體系，關于這個程序來說其中斷效勞程序的巨細和在整個程序中的方位就會被固定下來，如果對單片機程序空間分配我們做出一些約好，將一個肯定固定地址專門分配給中斷運用，程序編譯時會將中斷效勞程序的開端地址（或許是跳轉到中斷效勞程序的指令）填到這個肯定固定地址地點的空間，當中斷發生時分，單片機先將肯定固定地址地點方位里邊的內容讀出，根據所讀內容就能夠跳轉到中斷效勞程序。
圖5 中斷呼應暗示圖
簡略的單片機所供給的中斷品種有限，為了簡化程序，會給每一個中斷分配一個用來存放中斷效勞程序地址的地址空間，這種辦法其實沒什么不好的當地，僅僅單片機技能發展到現在遇到了瓶頸，高端單片機越來越雜亂，所以一些專業廠商開端合作共享技能資源，例如ARM公司利用他們在CPU架構體系上的技能優勢專門給別的的廠商供給CPU內核，別的的廠商在ARM內核的CPU外圍添加功用模塊，這些功用模塊大都支撐中斷。
圖6 ARM內核單片機架構圖
不同廠家在相同CPU內核基礎上規劃出來的單片機外圍的功用模塊會各不相同，從而中斷的品種和個數也各不相同，而CPU處理中斷的辦法是一樣的，如果延續簡略的單片機給每個中斷都分配一個地址空間的做法顯然有問題，CPU無法知道到底有多少種中斷需求支撐，這些中斷又分別對應什么模塊，所以選用別的一種中斷處理辦法，將一切中斷地址都指向同一個，并將一切中斷順次編號，中斷發生時分CPU會通知中斷效勞程序當時中斷編號是多少，然后中斷效勞程序根據中斷編號做出相應呼應。
圖7 共用中斷進口中斷呼應流程圖
圖8 獨立中斷進口中斷呼應流程圖
一切中斷運用同一個中斷向量地址然后經過中斷號判斷中斷類別的辦法盡管處理了通用CPU內核中斷不能直接對應中斷向量地址的問題，但把它中斷處理的流程和具有獨立中斷向量表的單片機比較就會發現中斷的呼應速度會變慢。具有獨立中斷向量表的單片機只需一條跳轉指令就能夠直接進入中斷程序，而沒有獨立中斷向量表的單片機需求先跳轉到中斷公共進口，然后經過代碼斷定中斷類別，斷定中斷類別后才跳轉到真實的中斷程序中去。C言語的代碼會讓這種狀況愈加惡化，所以如果是沒有獨立中斷向量表的單片機一般選用匯編查表的辦法加速中斷呼應速度。
圖9 匯編中斷快速跳轉表
中斷程序履行完畢后回回來持續履行主程序，這樣就要求中斷不改動主程序的運轉狀況，所以中斷呼應時需求將程序當時運轉的狀況信息保存起來，比方程序運轉到什么方位、當時CPU狀況寄存器的狀況等信息。當中斷程序履行完畢，能夠經過這些信息將CPU狀況寄存器康復本來狀況，并能回來原程序持續履行。不同的單片機對此的處理辦法也會有不同，一種是完全由硬件來完結，并不需求程序來進行辦理；別的一種是將狀況信息用相應指令保存在特定方位，回來時再用相應指令康復本來狀況。
單片機中斷還有中斷優先級和中斷嵌套的概念，但不是一切的單片機都會支撐這兩種功用。中斷優先級是不同的中斷會有不同的優先級別，如果一起有兩個中斷發生，單片時機先呼應優先級高的中斷。中斷嵌套是指在中斷呼應當中又有新的中斷發生，單片機能夠暫停當時的中斷程序履行去呼應新的中斷，新中斷程序履行完今后在接著履行當時中斷程序。一般中斷嵌套是高優先級的中斷能夠刺進低優先級中斷呼應程序，同級或低級的中斷不能刺進當時中斷呼應程序。
圖10 中斷嵌套暗示圖
中斷過程闡明：
過程①保存主程序現場，履行中斷1效勞程序
過程②保存中斷1效勞程序現場，履行中斷2效勞程序
過程③康復中斷1效勞程序現場，持續履行中斷1效勞程序
過程④康復主程序現場，預備持續履行主程序，有新中斷不能持續履行主程序
過程⑤保存主程序現場，履行中斷3效勞程序
過程⑥康復主程序現場，預備持續履行主程序，有新中斷不能持續履行主程序
過程⑦保存主程序現場，履行中斷4效勞程序
過程⑧康復主程序現場，無中斷發生持續履行主程序
有的單片機一進入中斷函數就會主動將中斷的總操控位關掉，需求程控直流電源工程師在中斷程序頂用程序再次翻開，否則一次中斷后一切的中斷就不能持續運用。關于中斷標志位，在寫單片機程序的時分要根據單片機文檔進行鏟除標志為操作，否則有可能會一旦發生某個中斷就會接連不斷的重復呼應這個中斷，導致主程序不能持續運轉。
手機掃描二維碼
