单片机程序设计中断处理指南：掌握中断原理与应用，让你的程序更灵活

# 1. 单片机中断处理概述

中断处理是单片机系统中一项重要的功能，它允许单片机在处理当前任务的同时，响应外部事件或内部请求。中断处理机制可以提高单片机的响应速度和处理效率。

本章将介绍单片机中断处理的基本概念和原理，包括中断处理的机制、类型、优先级、流程和响应时间。通过理解这些基础知识，读者可以为深入学习单片机中断处理实践和应用案例奠定坚实的基础。

# 2. 中断处理理论基础

### 2.1 中断处理的原理和机制

中断处理是一种硬件机制，当发生特定事件（称为中断）时，它允许处理器暂停当前执行的任务并跳转到一个特殊的代码段（称为中断处理程序）中。中断处理程序负责处理中断事件，然后将处理器返回到先前的任务中。

中断处理的原理基于以下机制：

- **中断向量表：**这是一块存储在特定内存地址的表，其中包含指向每个中断处理程序的指针。
- **中断请求（IRQ）：**当发生中断事件时，硬件会生成一个IRQ信号。
- **中断控制器：**这是一个硬件组件，负责管理IRQ信号并确定要执行哪个中断处理程序。
- **程序计数器（PC）：**这是一个寄存器，它存储着当前正在执行的指令的地址。

当发生中断时，中断控制器会将IRQ信号发送给处理器。处理器会暂停当前任务，并将PC寄存器的内容压入堆栈。然后，处理器从中断向量表中检索中断处理程序的地址并跳转到该地址。中断处理程序执行后，处理器会从堆栈中恢复PC寄存器的值，并继续执行先前的任务。

### 2.2 中断处理的类型和优先级

中断可以分为两类：

- **可屏蔽中断：**这些中断可以通过软件禁用。
- **不可屏蔽中断：**这些中断不能被软件禁用。

中断还具有优先级，这决定了当多个中断同时发生时处理的顺序。具有较高优先级的中断会优先处理。优先级通常由中断向量表中的中断处理程序地址确定。

### 2.3 中断处理的流程和响应时间

中断处理的流程如下：

1. **中断发生：**硬件生成IRQ信号。
2. **中断控制器处理：**中断控制器确定要执行哪个中断处理程序。
3. **处理器暂停：**处理器暂停当前任务并压入PC寄存器的值。
4. **跳转到中断处理程序：**处理器从中断向量表中检索中断处理程序的地址并跳转到该地址。
5. **执行中断处理程序：**中断处理程序执行以处理中断事件。
6. **恢复：**处理器从堆栈中恢复PC寄存器的值并继续执行先前的任务。

中断响应时间是指从中断发生到中断处理程序开始执行所需的时间。中断响应时间对于实时系统至关重要，因为它决定了系统对外部事件的反应速度。

**代码块 1：中断处理流程**

void interrupt_handler() {
  // 保存当前程序计数器
  push_pc();

  // 从中断向量表中获取中断处理程序地址
  uint32_t int