单片机中断是指单片机能够在执行程序的过程中,根据外部输入的信号,暂停正在执行的程序,转而执行中断服务程序,待中断服务程序处理完毕后,再回到原来的程序继续执行。
单片机中断分为外部中断和内部中断,外部中断是指由单片机外部输入的信号引发的中断,如定时器中断、串口中断、外部触发中断等;内部中断是指程序执行过程中由软件产生的中断,如软件中断、系统调用等。
单片机中断响应过程分为中断请求和中断服务两个阶段。
当外部中断或内部中断发生时,会向单片机的中断控制器发送中断请求信号。中断控制器接收到中断请求信号后,会将该请求信号转发给CPU,CPU在下一次执行完当前指令后,在下一条指令执行之前响应中断请求。CPU会保存当前执行指令的指令指针和相关寄存器等现场信息。
CPU响应中断请求后,会跳转执行中断服务程序。中断服务程序是用来处理中断事件的程序,它包含着中断事件处理的所有操作。中断服务程序执行完毕后,CPU会恢复现场信息,回到原来的程序继续执行。
单片机中断的优点在于能够在程序执行过程中及时响应外部事件,实现实时处理。另外,单片机中断还可以实现多任务处理,提高系统的效率。但是,单片机中断也有其缺点,如中断响应时间过长会影响系统的实时性;同时,中断服务程序的处理可能会破坏原有程序的逻辑结构,增加程序的复杂性。
单片机中断广泛应用于各种实时控制系统中,如工业自动化控制、交通信号控制、电力设备控制、医疗设备控制等。在这些系统中,需要对外部事件进行及时响应,并进行相应的处理。