单片机中断系统：保护与恢复现场的关键步骤

本文主要探讨了单片机中断系统中的关中断技术，以防止高级中断对现场保护和恢复的干扰。中断系统是单片机处理突发事件的重要机制，它允许单片机在执行当前任务时响应外部事件。文章通过具体流程阐述了中断服务程序的执行步骤，包括保护现场、开中断、中断服务、恢复现场、再次开中断以及中断返回。 中断的概念是指当单片机接收到外部或内部的中断请求时，会暂停当前任务，转而去处理这个中断事件。中断控制系统是单片机硬件的一部分，它负责管理中断请求的接收、优先级判断以及中断服务的执行。 中断处理过程主要包括以下几个阶段： 1. 关中断：在进入中断服务程序之前，先关闭中断，目的是防止在处理中断时又被新的中断打断，干扰现场的保护。 2. 保护现场：保存当前CPU的状态，如程序状态字（PSW）、寄存器（Rn）和累加器（A）等，通常将这些内容压入堆栈，以便在中断结束后恢复。 3. 开中断：完成现场保护后，重新开启中断，允许新的中断请求。 4. 中断服务：执行中断服务程序，处理中断事件。 5. 再次关中断：在恢复现场之前再次关闭中断，防止在恢复过程中被新的中断打断。 6. 恢复现场：将堆栈中的PSW、Rn和A等弹出，恢复到中断前的状态。 7. 开中断：恢复现场后，再次打开中断。 8. 中断返回：执行中断返回指令，这会弹出断点地址，同时“优先级激活”触发器会自动复位，回到中断发生前的执行点。 中断返回与子程序返回的主要区别在于，中断返回会自动复位“优先级激活”触发器，而子程序返回则不会。混淆这两者可能导致系统的优先级管理出现问题。 以一个简单的单片机开关状态检测程序为例，该程序使用P1.0口连接一个LED，当检测到外部中断0（INT0）被触发（例如按键按下）时，LED的状态会反转。程序通过设置中断服务程序INT0_srv()来响应INT0中断，并在主程序中开启中断和外部中断0（EX0）。尽管主程序没有直接调用INT0_srv()，但一旦INT0被激活，中断服务程序会被自动执行，这是因为单片机的中断系统会根据中断向量地址自动跳转到相应的中断服务程序。 单片机中断系统是实现实时性和高效性的关键，通过合理地管理和利用中断，可以提高单片机对外部事件的响应速度，从而优化系统的性能。理解中断处理的各个步骤以及其背后的原理，对于编写高效的单片机程序至关重要。