单片机C语言中断机制详解：深入理解中断原理，提升程序响应能力，解决难题

# 1. 中断基本原理**

中断是一种硬件机制，当外部事件或内部错误发生时，它会暂停当前程序的执行，并跳转到一个称为中断服务程序（ISR）的特定代码段。中断服务程序执行必要的处理，然后返回到被中断的程序。

中断的优点包括：

- **实时性：**中断允许系统快速响应外部事件，从而实现实时控制。
- **并发性：**中断允许多个事件同时发生，从而提高系统的并发性。
- **模块化：**中断将事件处理与主程序分开，使代码更易于维护和扩展。

# 2.2 中断优先级和嵌套

### 2.2.1 中断优先级

**定义：**

中断优先级是指不同中断源之间的优先级关系，优先级高的中断源可以打断优先级低的中断源。

**设置：**

中断优先级通常通过硬件寄存器或配置宏进行设置。例如，在 ARM Cortex-M 系列单片机中，中断优先级通过 NVIC（嵌套向量中断控制器）寄存器进行设置。

**影响：**

中断优先级对系统响应中断的顺序有直接影响。当多个中断同时发生时，优先级最高的中断源将被优先处理。

### 2.2.2 中断嵌套

**定义：**

中断嵌套是指一个中断服务程序中可以被其他中断打断。

**实现：**

中断嵌套需要硬件支持，通常通过 NVIC 等控制器实现。当一个中断发生时，NVIC 会将当前中断的优先级提升到一个更高的级别，以允许其他中断打断当前中断。

**应用：**

中断嵌套可以提高系统的响应能力，允许高优先级中断快速处理，同时不影响低优先级中断的执行。例如，在实时系统中，高优先级中断（如故障中断）可以打断低优先级中断（如数据传输中断），以确保系统稳定性。

### 2.2.3 中断优先级和嵌套示例

**代码块：**

// 设置中断优先级
NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 1); // 外部中断 0 优先级为 1
NVIC_SetPriority(TIMER1_IRQn, 2); // 定时器 1 优先级为 2

// 中断服务程序
void EXTI0_IRQHandler(void) {
  // 处理外部中断 0
}

void TIMER1_IRQHandler(void) {
  // 处理定时器 1
  NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 3); // 降低外部中断 0 优先级
  // 嵌套执行外部中断 0
  EXTI0_IRQHandler();
  NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 1); // 恢复外部中断 0 优先级
}

**逻辑分析：**

* 设置外部中断 0 优先级为 1，定时器 1 优先级为 2。
* 在定时器 1 中断服务程序中，将外部中断 0 优先级降低为 3，以允许外部中断 0 打断定时器 1 中断。
* 在处理完外部中断 0 后，恢复其优先级为 1。

**参数说明：**