PIC单片机程序设计：中断处理技术详解，告别程序崩溃

# 1. 中断处理技术概述**

中断处理技术是一种在计算机系统中处理异步事件的机制。它允许系统在执行当前任务时，暂停当前任务并处理紧急事件，然后返回到原先的任务继续执行。

中断处理技术包括中断源、中断类型、中断向量表、中断服务程序、中断处理流程等关键概念。中断源是指触发中断的事件，中断类型是指中断的优先级和处理方式，中断向量表是存储中断服务程序地址的表，中断服务程序是处理中断事件的代码，中断处理流程是中断发生后的处理步骤。

# 2. 中断处理机制

### 2.1 中断源和中断类型

**中断源**

中断源是指触发中断事件的硬件或软件事件。PIC 单片机支持多种中断源，包括：

* 外设中断：由外部设备（如定时器、串口）产生的中断。
* 内部中断：由内部事件（如复位、看门狗超时）产生的中断。
* 软件中断：由特定指令（如 INTCON.GIE = 1）触发的中断。

**中断类型**

中断类型是指中断事件的优先级和响应方式。PIC 单片机支持以下中断类型：

* 高优先级中断：具有最高优先级的中断，立即响应。
* 低优先级中断：具有较低优先级的中断，在高优先级中断处理完成后响应。
* 中断请求（IRQ）：非屏蔽中断，只要中断源被触发，就会立即响应。
* 中断使能（IE）：可屏蔽中断，只有当中断使能位被置位时才会响应。

### 2.2 中断向量表和中断服务程序

**中断向量表**

中断向量表是一个存储中断服务程序地址的特殊内存区域。每个中断源都有一个对应的向量地址，当中断发生时，程序计数器（PC）将跳转到该地址。

**中断服务程序（ISR）**

中断服务程序是响应中断事件的代码段。ISR 负责处理中断源并执行必要的操作。ISR 的结构如下：

void interrupt ISR_name() {
    // ISR 代码
}

ISR 的名称必须与中断源相对应，例如，定时器中断的 ISR 名称通常为 `TMR0_ISR`。

### 2.3 中断处理流程

当中断事件发生时，PIC 单片机会执行以下中断处理流程：

1. **保存寄存器：**中断发生时，程序计数器（PC）和工作寄存器（WREG）被压入堆栈。
2. **跳转到中断向量表：**PC 跳转到中断源对应的向量地址。
3. **执行 ISR：**ISR 被执行，处理中断事件。
4. **恢复寄存器：**ISR 执行完成后，堆栈中的 PC 和 WREG 被恢复。
5. **返回中断前代码：**程序继续执行中断前代码。

**代码块：中断处理流程图**

graph LR
subgraph 中断处理流程
    中断事件(event) --> 保存寄存器(action)
    保存寄存器(action) --> 跳转到中断向量表(action)
    跳转到中断向量表(action) --> 执行 ISR(action)
    执行 ISR(action) --> 恢复寄存器(action)
    恢复寄存器(action) --> 返回中断前代码(action)
end

**参数说明：**

* **event：**中断事件
* **action：**中断处理操作

**逻辑分析：**

中断处理流程是一个循环过程，当中断事件发生时，程序会执行中断处理流程，直到中断事件被处理完毕。

# 3.1 中断服务程序编写

中断服务程序（ISR）是响应特定中断而执行的代码段。编写 ISR 时，需要遵循以下原则：

- **简洁性：**ISR 应尽可能简洁，只执行中断处理所需的必要操作。
- **原子性：**ISR 应是原子的，即一次性执行，不可中断。
- **可重入性：**ISR 应可重入，即可以同时处理多个中断请求。

**编写 ISR 的步骤：**

1. **确定中断源：**识别触发中断的特定中断源。
2. **编写中断处理代码：**编写处理中断请求的代码，包括保存寄存器、处理中断源、清除中断标志等操作。
3. **返回中断：**在 ISR 的最后，通过执行 `RETFIE` 指令返回中断，恢复中断前的程序执行。

**代码示例：**