單片機(jī)中斷系統(tǒng)課件

單片機(jī)中斷系統(tǒng)課件contents目錄單片機(jī)中斷系統(tǒng)概述單片機(jī)中斷源與優(yōu)先級(jí)中斷處理程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)中斷系統(tǒng)的應(yīng)用中斷系統(tǒng)的優(yōu)化與調(diào)試01單片機(jī)中斷系統(tǒng)概述獨(dú)立性中斷系統(tǒng)獨(dú)立于主程序，不受主程序流程控制，只受硬件觸發(fā)。定義單片機(jī)中斷系統(tǒng)是指一種處理和響應(yīng)異?；蚴录臋C(jī)制，能夠使單片機(jī)在執(zhí)行程序的過程中暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)而處理其他緊急或重要的任務(wù)。實(shí)時(shí)性中斷系統(tǒng)能夠及時(shí)響應(yīng)外部事件，保證實(shí)時(shí)性要求高的任務(wù)得到及時(shí)處理。高效性中斷系統(tǒng)能夠?qū)PU從串行執(zhí)行模式中解放出來，實(shí)現(xiàn)并行處理，提高系統(tǒng)效率。定義與特點(diǎn)指能夠觸發(fā)中斷的外部事件或異常，如定時(shí)器溢出、串口接收到數(shù)據(jù)等。中斷源中斷控制器中斷處理程序用于管理中斷源，控制中斷的觸發(fā)、優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)等。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，CPU自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到預(yù)定的中斷處理程序入口地址，執(zhí)行相應(yīng)的中斷處理代碼。030201中斷系統(tǒng)的基本組成中斷處理過程當(dāng)某個(gè)中斷源觸發(fā)中斷時(shí)，向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)。CPU檢測(cè)到中斷請(qǐng)求后，根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)判斷是否響應(yīng)該中斷。CPU執(zhí)行中斷處理程序，完成相應(yīng)的任務(wù)。中斷處理完成后，CPU返回到被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)中斷處理中斷返回02單片機(jī)中斷源與優(yōu)先級(jí)定時(shí)器中斷外部中斷串行通信中斷擴(kuò)展中斷中斷源類型01020304用于定時(shí)器溢出時(shí)觸發(fā)中斷，常用于時(shí)間相關(guān)處理。由外部信號(hào)觸發(fā)中斷，如按鍵、傳感器等輸入信號(hào)。在串行通信接收或發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)觸發(fā)中斷。根據(jù)具體單片機(jī)型號(hào)提供的額外中斷源。

優(yōu)先級(jí)設(shè)置軟優(yōu)先級(jí)設(shè)置通過編程設(shè)置每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)。硬優(yōu)先級(jí)設(shè)置某些單片機(jī)允許在硬件級(jí)別設(shè)置中斷源的優(yōu)先級(jí)。子優(yōu)先級(jí)與主優(yōu)先級(jí)一些單片機(jī)允許設(shè)置子優(yōu)先級(jí)和主優(yōu)先級(jí)，以滿足更細(xì)粒度的優(yōu)先級(jí)需求。外部中斷信號(hào)在上升沿或下降沿時(shí)觸發(fā)中斷。邊沿觸發(fā)外部中斷信號(hào)達(dá)到特定電平時(shí)觸發(fā)中斷。電平觸發(fā)結(jié)合上升沿和下降沿觸發(fā)的外部中斷。組合邊沿觸發(fā)支持多個(gè)外部中斷源同時(shí)觸發(fā)中斷。多路外部中斷外部中斷源03中斷處理程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)03編寫中斷返回程序在中斷處理程序結(jié)束時(shí)，需要編寫中斷返回程序，以恢復(fù)中斷前的狀態(tài)并返回到被中斷的程序。01初始化中斷允許寄存器和優(yōu)先級(jí)寄存器在編寫中斷處理程序之前，需要設(shè)置中斷允許寄存器和優(yōu)先級(jí)寄存器，以控制中斷的開啟和優(yōu)先級(jí)。02編寫中斷服務(wù)例程根據(jù)具體的中斷類型，編寫相應(yīng)的中斷服務(wù)例程，實(shí)現(xiàn)中斷處理的功能。中斷處理程序的編寫在主程序中，通過判斷中斷標(biāo)志位來確定是否發(fā)生了中斷，并確定中斷的類型。判斷中斷類型根據(jù)中斷類型，調(diào)用相應(yīng)的中斷服務(wù)例程，執(zhí)行中斷處理程序。調(diào)用中斷服務(wù)例程在調(diào)用中斷服務(wù)例程后，需要清除相應(yīng)的中斷標(biāo)志位，以避免重復(fù)處理同一個(gè)中斷。清除中斷標(biāo)志位中斷服務(wù)例程的調(diào)用在單片機(jī)中斷系統(tǒng)中，允許一個(gè)中斷被另一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的中斷打斷，形成嵌套的中斷處理。中斷嵌套由于中斷優(yōu)先級(jí)的不同，可能會(huì)發(fā)生優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的情況，即低優(yōu)先級(jí)的中斷需要等待高優(yōu)先級(jí)的中斷處理完畢后才能被處理。優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)中斷嵌套與優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)04單片機(jī)中斷系統(tǒng)的應(yīng)用定時(shí)器中斷在單片機(jī)中，定時(shí)器中斷是一種常見的中斷類型。通過設(shè)置定時(shí)器，可以在指定的時(shí)間間隔后產(chǎn)生中斷，從而執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。定時(shí)器中斷的優(yōu)點(diǎn)定時(shí)器中斷具有高精度、可編程和靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。它可以用于各種不同的時(shí)間控制需求，并且可以通過編程來調(diào)整時(shí)間間隔。定時(shí)器中斷的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)定時(shí)器中斷需要配置定時(shí)器、設(shè)置中斷觸發(fā)條件以及編寫相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，可以執(zhí)行一些重要的任務(wù)，例如更新時(shí)間變量、觸發(fā)其他中斷等。定時(shí)器中斷的應(yīng)用場(chǎng)景定時(shí)器中斷在許多應(yīng)用中都很有用，例如實(shí)時(shí)時(shí)鐘、事件計(jì)數(shù)、PWM控制等。通過定時(shí)器中斷，可以精確地控制時(shí)間間隔，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。定時(shí)器中斷的應(yīng)用串行通信中斷串行通信中斷是用于處理串行通信事件的中斷類型。當(dāng)單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)或發(fā)送完數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的串行通信中斷。串行通信中斷的應(yīng)用場(chǎng)景串行通信中斷在需要進(jìn)行串行通信的系統(tǒng)中非常有用，例如在RS-232、RS-485等通信協(xié)議中。通過串行通信中斷，可以快速地處理接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)，提高通信效率。串行通信中斷的優(yōu)點(diǎn)串行通信中斷具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。它可以快速地響應(yīng)串行通信事件，并且可以在數(shù)據(jù)傳輸過程中進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和處理。串行通信中斷的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)串行通信中斷需要配置串行通信端口、設(shè)置中斷觸發(fā)條件以及編寫相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，可以執(zhí)行一些重要的任務(wù)，例如讀取接收到的數(shù)據(jù)、發(fā)送數(shù)據(jù)等。串行通信中斷的應(yīng)用外部中斷外部中斷是用于處理外部事件的中斷類型。當(dāng)外部事件發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的外部中斷。外部中斷的應(yīng)用場(chǎng)景外部中斷在許多應(yīng)用中都很有用，例如按鍵檢測(cè)、傳感器觸發(fā)等。通過外部中斷，可以快速地響應(yīng)外部事件，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能。外部中斷的優(yōu)點(diǎn)外部中斷具有響應(yīng)速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。它可以用于各種不同的外部事件檢測(cè)需求，并且可以與其他中斷類型結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能。外部中斷的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)外部中斷需要配置外部引腳、設(shè)置中斷觸發(fā)條件以及編寫相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，可以執(zhí)行一些重要的任務(wù)，例如讀取外部傳感器的值、觸發(fā)其他中斷等。01020304外部中斷的應(yīng)用05中斷系統(tǒng)的優(yōu)化與調(diào)試根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，合理分配中斷優(yōu)先級(jí)，確保重要中斷能夠得到及時(shí)響應(yīng)。優(yōu)先級(jí)分配優(yōu)化對(duì)于某些復(fù)雜的中斷，可以設(shè)置子中斷優(yōu)先級(jí)，以更好地處理中斷嵌套。子中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置精簡(jiǎn)中斷處理程序，減少不必要的操作，提高中斷響應(yīng)速度。中斷處理程序優(yōu)化根據(jù)實(shí)際情況，靈活控制哪些中斷被允許或屏蔽。中斷屏蔽與允許控制中斷系統(tǒng)的優(yōu)化通過單步執(zhí)行，逐步檢查中斷處理程序的每一步操作，確保程序邏輯正確。單步調(diào)試斷點(diǎn)調(diào)試仿真調(diào)試日志記錄在關(guān)鍵位置設(shè)置斷點(diǎn)，觀察中斷觸發(fā)時(shí)的程序狀態(tài)，檢查是否符合預(yù)期。利用仿真工具模擬實(shí)際硬件環(huán)境，進(jìn)行中斷系統(tǒng)的調(diào)試。在中斷處理程序中添加日志記錄功能，以便于問題排查和故障定位。中斷系統(tǒng)的調(diào)試方法使用專業(yè)的單片機(jī)調(diào)試器，如JTAG、SWD等，進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)試。