C语言单片机中断屏蔽与使能详解：掌握中断控制技巧，优化系统资源分配

# 1. C语言单片机中断概述

中断是一种硬件机制，允许外部事件或设备请求CPU的注意。在C语言单片机中，中断通过中断向量表和中断服务程序（ISR）来实现。

中断向量表是一个存储ISR地址的表。当发生中断时，CPU会根据中断号从中断向量表中获取ISR地址，并跳转到该地址执行ISR。ISR负责处理中断事件，并执行必要的操作，例如读取输入数据或控制输出设备。

中断可以分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。可屏蔽中断可以通过软件禁用或使能，而不可屏蔽中断始终处于活动状态。中断屏蔽和使能是控制中断响应的关键机制，将在后续章节中详细讨论。

# 2. 中断屏蔽与使能原理

中断屏蔽与使能是单片机中断管理中的重要机制，用于控制中断的响应行为。

### 2.1 中断屏蔽机制

中断屏蔽机制用于禁止中断响应，从而防止在执行关键代码段时发生中断。

#### 2.1.1 中断屏蔽指令

中断屏蔽指令用于在软件中设置中断屏蔽位，禁止中断响应。常见的中断屏蔽指令有：

DI  // 禁用中断

#### 2.1.2 中断屏蔽寄存器

中断屏蔽寄存器用于硬件控制中断屏蔽状态。不同的单片机有不同的中断屏蔽寄存器，如：

- ARM Cortex-M 系列：CPSR（Current Program Status Register）
- 8051 系列：IE（Interrupt Enable）寄存器

### 2.2 中断使能机制

中断使能机制用于允许中断响应，从而在需要时执行中断服务程序。

#### 2.2.1 中断使能指令

中断使能指令用于在软件中清除中断屏蔽位，允许中断响应。常见的中断使能指令有：

EI  // 启用中断

#### 2.2.2 中断使能寄存器

中断使能寄存器用于硬件控制中断使能状态。不同的单片机有不同的中断使能寄存器，如：

- ARM Cortex-M 系列：CPSR（Current Program Status Register）
- 8051 系列：IE（Interrupt Enable）寄存器

### 中断屏蔽与使能的交互

中断屏蔽和使能是相互关联的机制。当中断屏蔽位被设置时，中断响应被禁止；当中断屏蔽位被清除时，中断响应被允许。

以下代码示例演示了中断屏蔽与使能的交互：

// 禁用中断
DI;

// 执行关键代码段

// 启用中断
EI;

在执行关键代码段时，中断被屏蔽，防止中断响应。执行完成后，中断被使能，允许中断响应。

### 中断屏蔽与使能的应用

中断屏蔽与使能机制在单片机系统中有着广泛的应用，包括：

- **防止中断嵌套：**通过在执行中断服务程序时屏蔽中断，防止新的中断响应，避免中断嵌套。
- **保护临界区：**通过在访问共享资源时屏蔽中断，防止其他中断修改资源，保护临界区。
- **恢复中断响应：**在中断服务程序执行完成后，使能中断，恢复中断响应。
- **提高系统响应速度：**在不必要的时刻屏蔽中断，减