原理圖

什么是中斷？

為微控制器編寫的簡單程序通常都可以在主函數(shù)內(nèi)部完成，并且?guī)缀醪恍枰褂猛庠O(shè)。但是，大多數(shù)其他微控制器程序更復(fù)雜，需要大量代碼。當(dāng)發(fā)生這種情況時，中斷會變得非常有用，但究竟什么是中斷？

想象一下，我們的微控制器需要同時做兩件事：準(zhǔn)確跟蹤時間并使LED閃爍。我們的程序可以通過重置計時器，遞增計數(shù)器，然后等待計時器溢出來開始。完成后，我們的代碼可以使LED閃爍。雖然這有點完成工作，但是有兩個問題。 CPU花費大部分時間坐在延遲循環(huán)中，這浪費了CPU時間，并且LED的執(zhí)行時間很難計算。

那么，我們?nèi)绾谓鉀Q這個問題呢？我們可以在計時器上使用中斷！因此，我們不是在主代碼中遞增計數(shù)器，而是將代碼轉(zhuǎn)換為處理時序的中斷服務(wù)程序。

通常，微控制器將運行LED閃爍代碼，但是一旦定時器生成中斷請求，微控制器停止LED閃爍代碼，執(zhí)行定時器中斷服務(wù)程序，然后返回到LED閃爍代碼。這樣，LED閃爍代碼不會干擾我們的定時器代碼，它可以更準(zhǔn)確（并且更容易）跟蹤時間。

AVR Core上的中斷

AVR有一個向量表，每個中斷源都跳轉(zhuǎn)到一個唯一的地址。這是非常有利的，因為我們不再需要執(zhí)行比較來查看觸發(fā)了哪個中斷，這可能需要一些時間。

下表顯示了Atmega168上可用的不同中斷以及它們跳轉(zhuǎn)到的地址。程序記憶。但是，在我們使用它們之前必須配置幾個中斷選項。

從ATmega168數(shù)據(jù)表中提取

表位置

Atmega168具有允許的引導(dǎo)加載程序區(qū)域它可以動態(tài)地重寫自己的程序存儲器，這對固件更新很有用。因此，ISR向量表將位于內(nèi)存中很重要。如果表位于引導(dǎo)加載程序區(qū)域中，則在啟用引導(dǎo)加載程序時永遠(yuǎn)不會更新（不推薦）。

因此，如果沒有引導(dǎo)加載程序，則應(yīng)將向量表放在內(nèi)存的底部（接近地址0x0000），但如果使用引導(dǎo)加載程序，則應(yīng)將向量表移動到引導(dǎo)加載程序上方。這可以通過改變MCUCR寄存器中的幾個位來輕松完成。

如果IVSEL = 0，則ISR位于向量表的起始，否則ISR駐留在引導(dǎo)加載程序中?，F(xiàn)在，將其保留為0，因為我們沒有使用引導(dǎo)加載程序

如果IVCE = 1，則執(zhí)行ISR切換。暫時保留為0

中斷啟用位

每個中斷源（I/O引腳，外設(shè)等）都有關(guān)聯(lián)中斷使能位。與PIC類似，STATUS寄存器中有一個全局中斷使能位，需要將其設(shè)置為允許中斷工作。要找出這些中斷標(biāo)志所在的位置，需要參考數(shù)據(jù)手冊中的特定外設(shè)章節(jié)。

例如，我們將在定時器0上使用溢出中斷，所以如果我們看一下定時器0在章節(jié)中，我們發(fā)現(xiàn)中斷使能位位于TIMSK0寄存器（第89頁）中，稱為TOIE0。需要將此位設(shè)置為1才能觸發(fā)定時器溢出。該寄存器還有另外兩個中斷源，A匹配溢出和B匹配溢出，這對PWM功能很有用（將來會介紹）。

注意，設(shè)置我在SREG中的位不是使用SREG本身，而是使用函數(shù)sei（）;設(shè)置I位和cei（）;清除I位。

在WinAVR中編寫ISR

所以我們現(xiàn)在明白需要啟用中斷才能啟動，但我們?nèi)绾问褂肅和WINAVR編譯器編寫？答案很簡單：我們使用特殊保留字ISR并傳遞中斷名稱參數(shù)來告訴編譯器哪個中斷函數(shù)處理。注意我們需要包含中斷頭文件，否則中斷函數(shù)將不起作用！

#include

ISR（TIMER0_OVF_vect）

{

// Interestingly， the AVR automatically clears interrupt flags.。。.unlike the PIC

// Put your code here

}

簡單閃爍示例

在這個例子中，ATmega168會使連接到PD0的LED頻繁閃爍，其中閃爍的速率受到控制通過定時器0但是，您可能會注意到主功能為空，并且LED在定時器溢出中斷服務(wù)程序（ISR）內(nèi)閃爍。這意味著我們可以在while循環(huán)中放入我們想要的任何代碼，并且該代碼不會阻止中斷運行。

/*

* AVR Interrupt.c

*

* Created： 09/01/2018

* Author ： RobinLaptop

*/

// These are really useful macros that help to get rid of unreadable bit masking code

#define setBit（reg， bit） （reg = reg | （1 《《 bit））

#define clearBit（reg， bit） （reg = reg & ~（1 《《 bit））

#define toggleBit（reg， bit） （reg = reg ^ （1 《《 bit））

#define clearFlag（reg， bit） （reg = reg | （1 《《 bit））

#include

#include

ISR（TIMER0_OVF_vect）

{

// Interestingly， the AVR automatically clears interrupt flags =） 。。..unlike the PIC =（

// Toggle the LED （PD0 ， Pin 2）

toggleBit（PORTD， PD0）;

}

int main（void）

{

// Initialize Registers

clearBit（TCCR0A， WGM00）; // Configure WGM to be 0x00 for normal mode

clearBit（TCCR0A， WGM01）;

clearBit（TCCR0B， WGM02）;

setBit（TCCR0B， CS00）; // Configure clock source to be clock io at 1024 pre-scale

clearBit（TCCR0B， CS01）;

setBit（TCCR0B， CS02）;

DDRD = 0xFF; // Make PORT D and output

sei（）; // Enable interrupts

setBit（TIMSK0， TOIE0）; // Enable the timer interrupt

while （1）

{

// Put any code you want here

// It should not affect the interrupt service routine！

}

}

結(jié)論

本教程僅涵蓋單個中斷，即定時器0溢出中斷，但它清楚地表明中斷是非常強大。如果使用得當(dāng)，您可以擁有一個系統(tǒng)，它可以在信號到達(dá)時立即響應(yīng)并暫停主代碼。這可以用來做很多事情，包括多任務(wù)處理，不同外圍設(shè)備的多重處理，以及創(chuàng)建實時代碼！