单片机程序设计中的中断处理：掌握实时响应的必杀技

# 1. 单片机中断处理概述

中断处理是单片机系统中非常重要的机制，它允许外部事件或内部事件打断当前正在执行的程序，并跳转到专门的中断服务程序（ISR）来处理该事件。中断处理的目的是及时响应外部事件或内部事件，保证系统稳定可靠地运行。

单片机中断处理机制通常分为两类：**轮询方式**和**中断方式**。轮询方式是指CPU不断地检查外部设备的状态，当设备状态发生变化时，CPU才对该设备进行处理。中断方式是指当外部设备状态发生变化时，会向CPU发送一个中断信号，CPU收到中断信号后会立即停止当前正在执行的程序，并跳转到ISR来处理该中断。

# 2. 中断处理机制与类型

### 2.1 中断处理流程

中断处理流程通常分为以下几个阶段：

1. **中断请求：**当外设或内部事件发生时，会向CPU发送中断请求信号。
2. **中断响应：**CPU接收到中断请求信号后，会暂停当前正在执行的程序，并跳转到中断向量表中指定的中断服务程序地址。
3. **中断服务程序执行：**中断服务程序负责处理中断事件，通常包括读取中断源、清除中断标志、执行必要操作等。
4. **中断返回：**中断服务程序执行完成后，CPU会返回到中断发生前的程序继续执行。

### 2.2 中断类型与优先级

中断类型主要分为以下几种：

- **外部中断：**由外设或外部信号触发，如按键按下、串口接收数据等。
- **内部中断：**由内部事件触发，如定时器溢出、看门狗复位等。
- **软件中断：**由软件指令触发，用于在程序中主动触发中断。

中断优先级决定了中断处理的顺序，优先级高的中断会优先处理。优先级通常通过中断向量表中中断服务程序的地址或中断控制器中的优先级寄存器来设定。

**中断优先级设置示例：**

// 中断向量表
const uint32_t InterruptVectorTable[] __attribute__((section(".isr_vector"))) = {
    (uint32_t)&_estack, // 栈顶地址
    (uint32_t)&ISR_Reset, // 复位中断
    (uint32_t)&ISR_NMI, // NMI 中断
    (uint32_t)&ISR_HardFault, // 硬故障中断
    (uint32_t)&ISR_SVCall, // 软件中断
    (uint32_t)&ISR_PendSV, // PendSV 中断
    (uint32_t)&ISR_SysTick, // SysTick 中断
    (uint32_t)&ISR_EXTI0, // 外部中断 0
    (uint32_t)&ISR_EXTI1, // 外部中断 1
    (uint32_t)&ISR_EXTI2, // 外部中断 2
    (uint32_t)&ISR_EXTI3, // 外部中断 3
    (uint32_t)&ISR_EXTI4, // 外部中断 4
    (uint32_t)&ISR_EXTI9_5, // 外部中断 5-9
    (uint32_t)&ISR_TIM1_BRK, // 定时器 1 中断
    (uint32_t)&ISR_TIM1_UP, // 定时器 1 中断
    (uint32_t)&ISR_TIM1_TRG_COM, // 定时器 1 中断
    (uint32_t)&ISR_TIM1_CC, // 定时器 1 中断
    (uint32_t)&ISR_TIM2, // 定时器 2 中断
    (uint32_t)&ISR_TIM3, // 定时器 3 中断
    (uint32_t)&ISR_TIM4, // 定时器 4 中断
    (uint32_t)&ISR_I2C1_EV, // I2C1 中断
    (uint32_t)&ISR_I2C1_ER, // I2C1 中断
    (uint32_t)&ISR_SPI1, // SPI1 中断
    (uint32_t)&ISR_USART1, // USART1 中断
    (uint32_t)&ISR_USART2, // USART2 中断
    (uint32_t)&ISR_USART3, // USART3 中断