微处理器中断是指与微处理器正常指令流程不同的指令流程,其中有一段特别的代码被执行,该代码称为“中断服务例程”。当中断被启动时,微处理器将暂停正在执行的程序,执行中断服务例程,并在处理完中断后恢复之前的执行流程。
单片机是一个完整的计算机系统,具有自己的存储器、控制器、指令系统和I/O接口等。中断对单片机而言非常重要,能够使其在处理事件的同时及时响应紧急事件,提高计算机的效率。
单片机中断响应的条件有以下几个方面:
硬件触发是指由外部硬件信号触发中断。外部硬件信号可以是电平信号、上升沿或下降沿信号、或者是一个脉冲信号。
软件触发是指由程序运行中满足一定条件的事件触发中断。程序可以通过软件方式调用中断指令触发中断,也可以通过程序运行中满足一定条件(如计时器溢出)触发中断。
中断优先级是指多个中断同时出现时,单片机按照一定的优先级完成中断响应。一般情况下,中断向量表中编号小的中断具有更高的优先级。单片机此时会暂停正在执行的低优先级中断程序,转而响应高优先级中断程序。
单片机中断响应的过程可以概括为以下几步:
当硬件或软件触发中断时,单片机会接收到中断请求信号,这时中断服务例程被加载到CPU中。
中断服务例程开始执行前,需要将当前寄存器的状态以及程序计数器的值保存在堆栈中,以便中断服务例程执行完后可以正确恢复程序执行情况。
单片机需要确定触发中断的原因,以便在中断服务例程中正确地处理中断事件。
中断服务例程是中断响应的核心代码,负责处理中断事件。中断服务例程需要根据中断源的不同进行不同的处理操作。
中断服务例程执行完后,需要将之前保存的状态以及程序计数器的值从堆栈中恢复,以便程序可以正常执行下去。
中断嵌套是指在中断响应时再次出现中断请求的情况。在中断嵌套中,单片机会中断当前正在执行的中断服务例程,并执行嵌套的中断服务例程。为了避免中断嵌套导致系统运行故障,单片机提供了中断屏蔽功能。通过中断屏蔽,可以屏蔽优先级低于当前中断的中断请求,从而避免中断嵌套的问题。
中断屏蔽可以通过软件或硬件方式实现。软件方式主要是通过设置中断屏蔽标志位或者修改中断向量表实现。硬件方式则需要在硬件电路中设置中断屏蔽特性。
总体来说,单片机中断响应是一个非常重要的功能,能够实现系统对事件的及时响应,提高计算机的效率。通过了解单片机中断响应的基本概念、触发条件、响应过程以及中断嵌套和屏蔽等相关知识,可以更好地理解单片机中断响应的实现原理,为系统开发和调试提供帮助。