单片机中的中断系统包括硬件中断和软件中断。硬件中断是通过硬件触发的,如外部中断和定时器中断等;而软件中断则是通过程序指令触发的,比如软件中断和系统异常等。这两种中断的触发方式不同,对单片机的控制和处理也有所不同。
硬件中断的响应速度较快,可以快速中断当前程序执行,转到中断服务子程序中去执行中断服务程序,但硬件中断的编写需要花费较多的时间和精力。而软件中断的响应速度相对较慢,因为需要先执行完当前指令,再进行中断处理。但编写软件中断的难度较小,适用于一些简单的应用。
单片机中断系统中,每种中断都有一个对应的优先级。当多个中断同时被触发时,按照优先级从高到低的顺序依次处理。中断嵌套指的是,当正在处理某个中断时,又有另一个更高优先级的中断被触发,此时要先处理更高优先级的中断,再返回原来的中断处理流程。
中断嵌套可以有效提高系统的响应速度和处理效率。但是,中断嵌套也会增加系统的复杂度,需要进行合理的设计和优化,避免出现死锁和优先级反转等问题。
中断服务程序是用来处理中断请求的程序,与主程序相比,中断服务程序需要具有更高的优先级和快速的响应速度。在执行中断服务程序时,需要保存主程序的现场信息,并在处理完中断后重新回到主程序继续执行。这就需要用到堆栈机制。
堆栈机制是指在处理中断前,将主程序的现场信息保存在堆栈中,然后在中断处理完成后,从堆栈中恢复现场,回到主程序继续执行。这就保证了主程序的连续性和正确性。
向量中断是指,在单片机启动时,由硬件确定每个中断的中断向量,并将其存放在一个向量表中。当中断触发时,根据中断向量号可以快速地定位到对应的中断服务程序。向量中断适用于单一中断的情况,但在多级中断的情况下,向量中断无法满足实际需求。
多级中断则是指,针对多种不同的中断,可以设置多个不同的中断优先级,并按照优先级从高到低的顺序依次处理。多级中断可以有效解决同一时刻多个中断同时触发的问题,提高了中断系统的可靠性和效率。