AVR单片机中断是微控制器处理紧急事件的一种机制,允许系统在执行主程序的同时响应突发事件。当单片机接收到中断请求时,它会暂停当前执行的任务,转而执行中断服务程序,处理完该任务后再返回到原来的主程序继续执行。中断在实时系统和嵌入式系统中尤其重要,因为它们能够保证对时间敏感的操作得到及时响应。 在AVR单片机中,中断系统由一系列中断源组成,例如外部中断INT0和INT1。中断源可以是硬件事件,如定时器溢出、串行通信完成或者像INT0和INT1这样的外部引脚状态改变。当这些事件发生时,中断请求标志会被置位,提示CPU需要执行相应的中断服务程序。 中断服务程序的执行过程包括以下几个步骤: 1. 当中断发生时,AVR单片机会自动保存当前执行状态,如寄存器值和程序计数器(PC)。 2. CPU跳转到中断服务程序的地址,中断向量表会指示中断服务程序的入口点。 3. 在中断服务程序执行期间,全局中断通常被关闭,以防止新的中断打断当前的处理。不过,也可以在中断服务程序中手动开启中断,以便处理更高优先级的中断请求。 4. 完成中断处理后,AVR单片机会恢复之前保存的寄存器状态,并跳转回主程序的断点,继续执行被中断的代码。 在AVR单片机中,中断优先级是通过中断向量来定义的,数值越小,优先级越高。例如,INT0的优先级仅次于复位中断。可以通过编程配置中断源的触发方式,例如INT1可以配置为下降沿触发,INT0可以配置为上升沿触发。配置中断源的启用和禁止通常涉及修改特定的控制寄存器,如MCUCR和GICR。 在实际应用中,为了确保中断系统的可靠工作,需要注意以下几点: - 对于外部中断引脚,通常会加上上拉电阻,以避免信号噪声引起的误触发。此外,根据需要,还可以添加电容滤波来消除抖动。 - 中断服务程序应尽可能简洁高效,因为长时间的中断处理可能会影响主程序的实时性。 - 使用`CLI()`和`SEI()`指令分别用于关闭和开启全局中断,以实现对中断响应的精细控制。 - 在初始化阶段,通过设置MCUCR和GICR等寄存器来配置中断源和其触发条件。 在编程时,可以使用集成开发环境如ICC AVR来快速构建中断服务程序。例如,通过Application Builder可以方便地选择中断源和触发类型,并自动生成对应的中断服务函数模板。然后,程序员可以根据实际需求在中断服务程序中添加具体的操作。 AVR单片机的中断系统提供了处理突发事件的能力,是实时系统设计中的关键组成部分。正确理解和使用中断,能够显著提升系统性能并保证其对各种情况的响应能力。
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