单片机的中断,是指当单片机正在执行某种指令,但在此时又有另外一种指令需要及时处理时,系统能够快速暂停当前指令的执行,转而去执行其他需要处理的指令,处理完成后再回到原来的指令继续执行的一种机制。也可以理解为当外部事件(如按键输入、定时器到达、外部信号触发等)需要处理时,单片机能够通过中断机制及时响应并进行相应处理。
根据中断触发的来源,中断可以分为外部中断和内部中断两类。
外部中断通常由单片机外部的硬件设备所产生,如外部中断管脚接通、按键输入等。外部中断需要以特定的触发方式和优先级来响应,比如上升沿/下降沿触发、低电平/高电平触发等。
内部中断则是由单片机内部的软件程序所产生,比如指令执行完毕后的定时器中断、ADC转换完成的中断等。
当中断触发时,单片机会立即停止当前正在执行的指令,并自动保存相关的寄存器状态,以便在中断结束后能够恢复原来的运行状态。然后跳转到中断服务程序中进行处理。
中断服务程序是用户编写的一段程序代码,用来处理中断发生后需要执行的操作。中断服务程序通常需要完成一些特定的操作,比如清除中断标志位、读取外设状态等,并完成相应的数据传输和处理。
当中断服务程序执行完毕后,单片机会自动恢复之前保存的寄存器状态,并返回原来的程序运行状态继续执行后续的指令。
中断机制对实时控制系统具有重要的作用,尤其是在多任务环境下,可以避免程序死循环的情况,提高系统的稳定性和效率。
在实际的应用中,中断机制常用于按键扫描、定时器控制、串口通信、ADC采集和PWM控制等场景中,实现了对实时事件的响应和数据处理。
例如,在按键扫描中,可以设置外部中断以检测按键输入,并在中断服务程序中读取按键状态,再调用相应的处理函数进行处理,最终将处理结果反馈给用户。