單片機中斷的基本概念

單片機中斷系統的優勢：

  一、實現實時處理。

  二、實現分時操做。

  三、進行故障處理。

  四、待機狀態的喚醒。單片機嵌入式系統的應用中，爲了減小電源的功耗，當系統不處理任何事物，處於待機狀態時，可讓單片機工做在休眠的低功耗方式。一般，恢復到正常工做方式每每也是利用中斷信號來喚醒。

中斷處理過程：

   中斷系統中，MCU正常狀況下運行的程序稱爲 主程序 ，把產生申請中斷信號的單元和事件稱爲 中斷源 ，由中斷源向MCU所發出的申請中斷信號稱爲 中斷請求 ，MCU接受中斷申請並中止現行程序的運行而轉向爲中斷服務稱爲 中斷響應 ，爲中斷服務的程序稱爲 中斷服務程序 ，現行程序打斷的地方稱爲 斷點 ，執行完中斷處理程序後返回斷點處繼續執行主程序稱爲 中斷返回 。

  其中K就是斷點，因爲中斷服務程序執行完後仍要返回主程序，所以，在執行中斷處理程序以前，要將主程序中斷點處的地址保存，即中斷返回後要執行的命令地址，這個地址就是程序計數器PC的值。這個過程稱爲 保護斷點 。又因爲MCU在執行中斷處理程序時，可能會使用和改變主程序使用過的寄存器、標誌位、甚至內存單元，所以，在執行中斷服務程序前，還要把有關的數據保護起來，稱爲 中斷現場保護 。在MCU執行完中斷處理程序後，又要恢復原來的數據，並返回主程序的斷點處繼續執行，稱爲 恢復現場 。

 中斷過程當中，斷點的保護和恢復操做是由單片機內部硬件自動實現，即保存和恢復計數器PC。

 中斷現場的保護和恢復，須要本身設計中斷處理程序時編程實現。在使用中斷時，要認真和仔細考慮中斷現場的保護和恢復。

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中斷的三個概念： 中斷源、 中斷信號、 中斷向量（中斷入口地址）；系統有若干個中斷源，每一箇中斷源對應一箇中斷向量，中斷向量只是中斷服務程序的一個入口地址，全部中斷向量連續存放在固定區域，構成了中斷向量區。

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中斷優先級和中斷嵌套：

  中斷優先級的概念是針對有多箇中斷源同時申請中斷時，MCU如何響應中斷，以及響應哪一個中斷而提出來的。

中斷優先級的肯定：

   ▋ 某中斷對應的中斷向量地址越小，其中斷優先級越高（硬件肯定方式）

  ▋經過軟件對中斷控制器的設定，改變中斷的優先級（用戶可設置方式，可是AVR不支持）

  一些單片機（如8051）的硬件可以自動實現中斷嵌套的處理，即單片機內部的硬件電路可以識別中斷的優先級，並根據優先級的高低，自動完成對高優先級中斷的優先響應，實現中斷的嵌套處理。

** AVR單片機，硬件系統不支持自動實現中斷嵌套的處理。若是在系統設計中，必須使用中斷嵌套處理，則須要由用戶編寫相應的程序，經過軟件設置來實現中斷嵌套的功能。

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中斷的響應條件與中斷控制：

  1）、中斷的屏蔽：一般存在一些特殊的標誌位用於控制開放或關閉（屏蔽）MCU對中斷響應處理，這些標誌稱爲中斷屏蔽標誌位或中斷容許控制位。注意，屏蔽中斷信號，不是取消。

  中斷源分爲：非屏蔽中斷、可屏蔽中斷、軟件中斷。**軟件中斷是指CPU具備相應的軟件中斷指令，當MCU執行這條指令時能進入軟件中斷服務，以完成特定的功能（一般用於調試），可是通常的單片機不具有軟件中斷的指令。

  2）、中斷控制與終端響應條件：單片機中，對應每個中斷源都有一個相應的中斷標誌位，該中斷標誌位將佔據中斷控制器中的一位。當單片機檢測到某一中斷源產生符合條件的中斷信號時，其硬件會自動將該中斷源對應的中斷標誌位置「1」，這就意味着有中斷信號產生了，向MCU申請中斷。

      中斷標誌位置「1」，並不表明MCU必定響應該中斷。爲了合理控制中斷響應，在單片機內部還有相關的用於中斷控制的中斷容許標誌位。 最重要的一箇中斷容許標誌位是全局中斷容許標誌位。當該標誌位爲「0」，表示禁止MCU響應全部的可屏蔽中斷的響應。此時不論是否有中斷產生，MCU不會響應任何中斷請求。只有全局中斷容許標誌位爲「1」，MCU才響應。

      全局中斷標誌位爲「1」，MCU響應可屏蔽中斷，每一箇中斷源對應一個各自獨立的中斷容許標誌位。當某個中斷容許標誌位爲「0」時，表示MCU不響應該中斷的中斷申請。

   MCU響應一個可屏蔽中斷源的中斷請求的條件是：響應A中斷 = 全局中斷容許標誌位 AND 中斷A容許標誌 AND 中斷A標誌；這些標誌位所有要置「1」。

   因此，只有當全局中斷容許標誌位爲「1」（由用戶軟件設置），中斷A容許標誌位爲「1」（由用戶軟件設置），中斷A標誌位爲「1」（符合中斷條件時由硬件自動設置或由用戶軟件設置）時，MCU纔會響應中斷A的請求信號（若是有多箇中斷請求信號同時存在的狀況下，還要根據中斷A的優先級來肯定）。