在单片机中,有一个重要的概念叫做中断。它是指某一个事件发生时,单片机会暂停当前正在执行的程序,转而去执行相应的中断服务程序。中断是单片机实现多任务处理的一种重要机制,中段则是中断服务程序执行的代码段。
在单片机的程序中,通常会将一些需要响应的事件设计成中断事件,如外部输入信号的变化、定时器计时到达、串口接收到数据等等。当某个事件发生时,单片机会立即触发相应的中断,并跳转到中段执行相应的处理程序。中段执行完毕后,单片机会返回原来中断发生前正在执行的程序的位置,继续执行。
中段可以分为内部中段和外部中断。内部中段是单片机内部自带的中段,例如定时器中段、串口接收中段等。外部中断则是单片机外部引脚上的电平变化触发的中段。
内部中段通常由单片机厂商提供标准函数库,用户只需要在程序中添加相应的函数调用即可。而外部中断需要用户自行编程实现相应的中断服务程序,在配置外部中断时,需要设置相应的中段服务程序的入口地址。
单片机中的中断不一定同时发生,当多个中断同时发生时,单片机会根据中断的优先级来确定哪个中断先执行。不同类型的中断具有不同的优先级。
在处理器中,存在一个叫做中断屏蔽位的寄存器。当中断屏蔽位被置位时,表示不允许处理器响应中断请求,这时即使有优先级更高的中断请求到来,处理器也不会响应。因此,中段的优先级不仅要考虑中段类型,还要考虑中断屏蔽位的设置情况。
中段广泛应用于单片机系统中各种实时任务的处理。举例来说,定时器中段可以实现周期性的数据采集、精确定时、周期性数据的上传等功能;外部中断可以用于处理外部信号的触发,例如外部按键的按下、传感器状态的变化等。
中段不仅可以提高单片机处理各种实时任务的能力,还可以大大简化系统设计。举例来说,在无中段支持的情况下,处理一个外部信号需要不断监测设备输入端口的电平变化,这会占用大量的处理器资源,同时设计也会更加复杂。而采用中断,只需在外部信号变化时响应中断即可,设计和开发的难度都会大大降低。