单片机汇编程序设计：中断处理与外设接口，打造高效稳定的嵌入式系统

# 1. 单片机汇编语言简介

单片机汇编语言是一种低级编程语言，它直接操作单片机的硬件寄存器和指令集。汇编语言比机器语言更易于理解和编写，但又比高级语言更接近硬件。

汇编语言程序由一系列指令组成，每条指令对应一个机器指令。汇编语言指令通常使用助记符来表示，例如 MOV（移动数据）、ADD（加法）和 SUB（减法）。汇编语言程序员需要了解单片机的具体指令集，才能编写出高效且正确的代码。

汇编语言在单片机开发中有着广泛的应用，尤其是在需要对硬件进行精细控制、追求代码执行效率和资源利用率的情况下。汇编语言程序通常比高级语言程序更小、更快，并且可以更直接地访问单片机的硬件资源。

# 2. 中断处理机制

### 2.1 中断源和中断向量表

**中断源**

中断源是指触发中断事件的外部或内部事件。常见的中断源包括：

- 外部中断：由外部设备或信号触发，如按键按下、外部中断引脚上的电平变化等。
- 内部中断：由单片机内部事件触发，如定时器溢出、串口接收数据等。

**中断向量表**

中断向量表是一个存储中断处理程序地址的特殊内存区域。当中断发生时，单片机将根据中断源的编号从中断向量表中获取相应中断处理程序的地址，并跳转到该地址执行中断处理程序。

### 2.2 中断处理程序的编写和嵌套

**中断处理程序编写**

中断处理程序是一段代码，用于响应特定的中断源。中断处理程序的编写遵循以下格式：

[中断处理程序名称]
  ; 中断处理程序代码
  ; ...
  reti

其中，`reti`指令用于返回中断发生前执行的代码。

**中断嵌套**

当一个中断处理程序正在执行时，如果另一个中断源触发中断，则发生中断嵌套。单片机将先执行当前中断处理程序，然后再执行嵌套中断处理程序。

### 2.3 中断优先级和中断屏蔽

**中断优先级**

为了处理中断嵌套，单片机为每个中断源分配了一个优先级。当多个中断源同时触发时，优先级较高的中断源将被优先处理。

**中断屏蔽**

为了防止中断在不合适的时间发生，单片机提供了中断屏蔽功能。通过设置中断屏蔽位，可以暂时禁止特定中断源的中断请求。

### 2.4 中断处理实践

**中断处理流程**

中断处理流程如下：

1. 中断源触发中断事件。
2. 单片机根据中断源编号从中断向量表中获取中断处理程序地址。
3. 单片机跳转到中断处理程序地址执行中断处理程序。
4. 中断处理程序处理中断事件。
5. 中断处理程序执行`reti`指令返回中断发生前执行的代码。

**中断处理注意事项**

在编写中断处理程序时，需要注意以下事项：

- 中断处理程序应尽可能简短，以避免长时间占用CPU时间。
- 中断处理程序不应修改中断向量表。
- 中断处理程序不应调用其他会产生中断的中断源。

# 3.1 定时器/计数器的基本原理

#### 定时器/计数器的功能

定时器/计数器 (T/C) 是单片机中用于产生定时脉冲或计数外部事件的专用硬件模块。它具有以下主要功能：

- **定时功能：** T/C 可以产生周期性的定时脉冲，其频率由内部时钟或外部时钟源决定。
- **计数功能：** T/C 可以计数外部事件的发生次数，例如来自传感器或按钮的脉冲。
- **比较功能：** T/C 可以将当前计数值与预设值进行