单片机程序设计中的中断处理：全面解读，掌握中断机制

# 1. 单片机中断基础**

单片机中断是一种硬件机制，允许外部事件或内部事件暂停当前正在执行的程序，并跳转到一个特定的中断服务程序（ISR）来处理该事件。中断处理对于实时系统和嵌入式系统至关重要，因为它允许单片机快速响应外部事件，例如按键按下或定时器超时。

中断源可以是外部设备（如按键、开关）或内部模块（如定时器、串口）。当发生中断时，单片机会根据中断源的优先级暂停当前正在执行的程序，并跳转到相应的ISR。ISR负责处理中断事件，并根据需要更新系统状态或执行其他操作。

# 2.1 中断处理的机制和原理

### 2.1.1 中断源和中断向量表

中断源是指可以触发中断事件的硬件或软件事件。单片机中常见的中断源包括：

- 外部中断：由外部设备（如按键、开关）产生的中断信号。
- 定时器中断：由定时器溢出或比较事件产生的中断信号。
- 串口中断：由串口数据接收或发送完成产生的中断信号。
- 看门狗中断：由看门狗定时器溢出产生的中断信号。

中断向量表是一段存储在 ROM 中的代码，其中包含每个中断源对应的中断服务程序（ISR）的地址。当中断发生时，单片机会根据中断源的编号从中断向量表中取出 ISR 的地址，并跳转到该地址执行 ISR。

### 2.1.2 中断服务程序的编写和执行

中断服务程序（ISR）是响应中断事件而执行的一段代码。ISR 的编写需要遵循以下原则：

- **简洁高效：**ISR 应该尽可能简洁高效，避免执行耗时的操作。
- **原子性：**ISR 应该具有原子性，即 ISR 执行期间不能被其他中断打断。
- **保存和恢复寄存器：**ISR 应该在执行前保存受 ISR 影响的寄存器，并在 ISR 结束后恢复这些寄存器。

ISR 的执行过程如下：

1. 中断发生时，单片机暂停当前正在执行的程序，并跳转到中断向量表中 ISR 的地址。
2. ISR 保存受 ISR 影响的寄存器。
3. ISR 处理中断事件，执行必要的操作。
4. ISR 恢复受 ISR 影响的寄存器。
5. ISR 执行 `RETI` 指令，返回到中断发生前正在执行的程序。

; 中断服务程序示例
; 保存寄存器
push r1
push r2
; 处理中断事件
; ...
; 恢复寄存器
pop r2
pop r1
; 返回
reti

# 3. 单片机中断处理的应用

### 3.1 外部中断的处理

#### 3.1.1 按键、开关等外部设备的中断处理

外部中断是指由单片机外部