外部中断

单片机实时地处理外部事件的内部机制

外部中断是单片机实时地处理外部事件的一种内部机制。当某种外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程序，转而去进行中断事件的处理；中断处理完毕后．又返回被中断的程序处，继续执行下去。

产生机理

单片机在自主运行时一般是在执行一个死循环程序，在没有外界干预(输入信号)时它基本处于一个封闭状态。比如一个电子时钟，它会按时、分、秒的规律自主运行并通过输出设备(如液晶显示屏)把时间显示出来。在不需要对它进行调校时它不需要外部干预，自主封闭地运行。如果这个时钟足够准确而又不掉电的话，它可能一直处于这种封闭运行状态。但事情往往不会如此简单，在时钟刚刚上电或时钟需要重新校准．甚至时钟被带到不同时区的时候，就需要重新对时钟进行调校，这时就要求时钟必须具有调校功能。因此单片机系统往往又不会是一个单纯的封闭系统．它有些时候恰恰需要外部的干预，这也就是外部中断产生的根本原因。

在没有干预的情况下，单片机的程序在封闭状态下自主运行，如果在某一时刻需要响应一个外部事件(比如有按键按下)，这时就会用到外部中断。具体来讲，外部中断就是在单片机的一个引脚上，由于外部因素导致了一个电平的变化(比如由高变低)，而通过捕获这个变化，单片机内部自主运行的程序就会被暂时打断，转而去执行相应的中断处理程序，执行完后又回到原来中断的地方继续执行原来的程序。这个引脚上的电平变化，就申请了一个外部中断事件，而这个能申请外部中断的引脚就是外部中断的触发引脚。

操作说明

要产生中断，必须先配置好并使能中断线。根据需要的边沿检测设置两个触发寄存器，同时在中断屏蔽寄存器的相应位写“1”允许中断请求。当外部中断线上发生了期待的边沿时，将产生一个中断请求，对应的挂起位也随之被置“1”。

在挂起寄存器的对应位写“1”，将清除该中断请求。如果需要产生事件，必须先配置好并使能事件线。根据需要的边沿检测通过设置两个触发寄存器，同时在事件屏蔽寄存器的相应位写“1”允许事件请求。当事件线上发生了需要的边沿时，将产生一个事件请求脉冲，对应的挂起位不被置“1”。通过在软件中断/事件寄存器写“1”，也可以通过软件产生中断/事件请求。

触发方式

外部中断的触发有两种触发方式：电平触发方式和跳沿触发方式。

电平触发方式

若外部中断定义为电平触发方式，外部中断申请触发器的状态随着CPU在每个机器周期采样到的外部中断输入线的电平变化而变化，这能提高CPU对外部中断请求的响应速度。当外部中断源被设定为电平触发方式时，在中断服务程序返回之前，外部中断请求输入必须无效(即变为高电平)，否则CPU返回主程序后会再次响应中断。所以电平触发方式适合于外部中断以低电平输入而且中断服务程序能清除外部中断请求源(即外部中断输入电平又变为高电平)的情况。

跳沿触发方式

外部中断若定义为跳沿触发方式，外部中断申请触发器能锁存外部中断输入线上的负跳变。即便是CPU暂时不能响应，中断申请标志也不会丢失。在这种方式里，如果相继连续两次采样，一个机器周期采样到外部中断输入为高，下一个机器周期采样为低，则置“1”中断申请触发器，直到CPU响应此中断时才清’0’。这样不会丢失中断，但输入的负脉冲宽度至少保持12个时钟周期(若晶振频率为6MHz，则为21xs)，才能被CPU采样到。外部中断的跳沿触发方式适合于以负脉冲形式输入的外部中断请求。

功能

(1)实时处理功能：在实时控制中，现场的各种参数、信息均随时问和现场而变化。这些外界变量可根据要求随时向CPU发出中断申请．请求CPU及时处理中断请求，如中断条件

(2)故障处理功能：针对难以预料的情况或故障，如掉电、存储出错、运算溢出等，可通过中断系统由故障源向CPU发出中断请求，再由CPU转到相应的故障处理程序进行处理。

(3)分时操作：中断可以解决快速的CPU与慢速的外设之问的矛盾，使CPU和外设同时工作。CPU在启动外设工作后继续执行主程序，同时外设也在工作。每当外设做完一件事就发出中断申请，请求CPU中断它正在执行的程序，转去执行中断服务程序(一般情况是处理输入/输出数据)，中断处理完之后，CPU恢复执行主程序，外设也继续工作。这样，CPU可启动多个外设同时工作，大大地提高其效率。

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