什么是中断？

理论篇


引入—什么是中断？
  通俗的说：比如我正在写博客，老板突然给我一个任务，我暂停的写博客，转而把老板布置的任务完成之后，再继续写博客，这个过程就可以理解成中断。
  百度引用：‘中断是指CPU在处理某一件事A时，发生了另一件事B，请求CPU迅速去处理（这个过程是“中断发生”）；此时，CPU暂时停止当前的A事件（这个过程是“中断响应”），转去处理B事件（这个过程是“中断服务”）；待CPU将B事件处理完毕后，再回到事件A被中断打断的地方继续处理事件A（这个过程是“中断返回”）。这一过程，称之为中断。’


深入理解_线程的概念
  我认为要想理解中断的概念，作为一个工科生，还应该理解线程的概念
  线程：程序运行流的最小单元，一个程序是有一个或多个线程组成。
  你可以理解成线程就是单片机执行的一个任务，比如，流水灯、读取发送某一个传感器的数据。但是我们平时写的单片机程序一般就是单线程的，就是单片机一个
  多线程编程：如果你还是个小白，可以简单的理解我们使用的简单的单片机就只能执行一个任务，但是后面通过系统的学习你还会知道，就算是单线程的话，单片机也可以分时“执行多个任务”，这里是借助了计算机实现多线程的编程方法（比如一边播放视频一边听音乐，它可以先执行听音乐的任务，当视频的下一帧到，它先把音乐的任务暂停，保存这个任务所有的变量，执行播放视频到任务，然后再把播放视频的任务暂停，执行播放音乐的任务，不断地循环下去，另外你还要知道单片机的执行速度是非常快滴，快到你根本分辨不出来中间有卡顿。所以就会认为任务同时做了两件事）
  这里可能有很多人想，现在的很多电子设备都是几核几线程的（多核、线程、进程、多线程的理解这里就不多讲了），多个CPU实现了并行运行方式，属于真正的多线程，但是多个CPU的控制方案成本几乎成倍的增加，而且要是实现多个CPU之间的通讯花费的实践较长，并且干扰影响较大。


中断源、中断任务、中断返回：
  总结起来，就是你需要知道中断就是单片机处理任务A时，发生了触发中断的条件停下来执行另一个任务B，触发中断的条件就属于中断源，任务B就是中断任务（中断服务函数）。当中断任务执行完成后中断返回,在回到任务A中断的地方继续处理任务A。


中断优先级
  为使系统能及时响应并处理发生的所有中断，系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程度，硬件将中断源分为若干个级别，称作中断优先级。百度百科
  这里再举一个简单的例子：仍然是我正在写博客，老板给我发了一个任务A，但是同时老婆也给我一个任务B，两个任务同时到达，我该先执行哪一个呢？当然先执行老婆的任务B了，然后再执行老板的任务A，再完成之后在继续写我的博客。在这里执行老婆的任务B就比执行老板任务A的中断优先级级别高。但是我要是正在执行老婆B的任务，这个时候老板的任务A过来了，这个时候我会继续执行老婆的任务B，也是因为老板的任务A没有老婆B的任务优先级高，这里
老婆任务 > 老板任务 > 写博客任务
  所以多级中断的处理原则：当多级中断同时发生时，CPU按照由高到低的顺序响应。高级中断可以打断低级中断处理程序的运行，转而执行高级中断处理程序。当同级中断同时到时，则按位响应。


STM32的抢占优先级、响应优先级、NVIC 的优先级组
这里转自部分 https://blog.csdn.net/qlexcel/article/details/78841296
  STM32 的中断向量具有两个属性，一个为抢占属性，另一个为响应属性，其属性编号越小，表明它的优先级别越高。
  抢占属性：是指打断其他中断的属性，即因为具有这个属性会出现嵌套中断（在执行中断服务函数A 的过程中被中断B 打断，执行完中断服务函数B 再继续执行中断服务函数A），抢占属性由NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 的参数配置。
  响应属性：应用在抢占属性相同的情况下，当两个中断向量的抢占优先级相同时，如果两个中断同时到达， 则先处理响应优先级高的中断， 响应属性由NVIC_IRQChannelSubPriority 参数配置。
  NVIC 的优先级组：在配置优先级的时候，还要注意一个很重要的问题，即中断种类的数量。NVIC 只可以配置16 种中断向量的优先级，也就是说，抢占优先级和响应优先级的数量由一个4 位的数字来决定，把这个4 位数字的位数分配成抢占优先级部分和响应优先级部分。


定时器中断、外部中断、串行口发送或接受中断
  这些中断事件主要根据中断源不同划分。
  定时器中断是你需要定时的时间A ms到了，会产生定时器中断，执行A ms后的中断内容。主要执行定时完成的任务。属于片内中断。
  外部中断是中断源来自单片机的外部，比如61单片机的P3.2引脚检测到了跳变沿，接着执行外部中断任务。主要执行由外部因素影响的任务。属于片外中断。
  串行口发送或接受中断是在串行口有接收到数据执行的中断任务。主要接收串行口的数据。属于片内中断。


实战篇


  这里通过一个51单片机的外部中断程序来和STM32F1的中断程序加深对中断的理解，定时器中断、串口中断在以后的文章里会介绍到。这里要知道51单片机只有P3.2和P3.3引脚的低电平或下降沿信号中断。而STM32每个引脚都可以。。。/可怕不，差距。


注意51单片机一共支持5个中断源，其中2个外部中断源，3个内部中断源
（1）外部中断0，由INT0（P3.2引脚）输入。
（2）外部中断1，由INT1（P3.3引脚）输入。
（3）定时/计数器0溢出中断（T0）请求。
（4）定时/计数器0溢出中断（T1）请求。
（5）串行口发送/接收中断请求。


这里使用论坛51单片机中断学习知识点总结中的代码修改解释
原文：https://blog.csdn.net/whalefall/article/details/79900817


1、设置中断触发方式，即IT0=1或0，IT1=1或0 当IT0=0时，为电平触发方式。当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）。
2、开对应的外部中断，即EX0=1或EX1=1; 外部中断0允许位或外部中断1允许位；；
3、开总中断，即EA=1；
4、等待外部设备产生中断请求，即通过P3.2,P.3.3口连接外部设备产生中断
5、中断响应，执行中断服务函数


eg. 外部中断0实验 *
实现现象：下载程序后按下K3按键可以对D1小灯状态取反。


#include "reg52.h"                         //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
typedef unsigned int u16;          //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;


***it k3=P3^2;  //定义独立按键K3
***it led=P2^0;         //定义P20口是led


void delay(u16 i)
{
        while(i--);       
}
void Int0Init()
{
        //设置INT0，外部中断0
        IT0=1;   //跳变沿出发方式（下降沿）
        EX0=1;  //打开INT0的中断允许。       
        EA=1;   //打开总中断       
}
void main()
{       
        Int0Init();  //        设置外部中断0
        while(1);          //这里系统就是不断死循环，如果有中断请求，执行中断程序，然后继续死循环。       
}
void Int0()        interrupt 0                //外部中断0的中断函数
{
        delay(1000);         //延时消抖
        if(k3==0)
        {
                led=~led;
        }
}


  STM32的每个IO口大可以作为中断输入。但是需要设置IO 口与中断线的映射关系，这里内部的工作原理感兴趣的可以查阅芯片手册，
  这里附上正点原子额开发指南的部分如下
  １）　初始化 IO 口为输入。
  这一步设置你要作为外部中断输入的 IO 口的状态，可以设置为上拉/下拉输入，也可以设置为浮空输入，但浮空的时候外部一定要带上拉，或者下拉电阻。否则可能导致中断不停的触发。在干扰较大的地方，就算使用了上拉/下拉，也建议使用外部上拉/下拉电阻，这样可以一定程度防止外部干扰带来的影响。
  2）开启 IO 口复用时钟，设置 IO 口与中断线的映射关系。
  STM32 的 IO 口与中断线的对应关系需要配置外部中断配置寄存器 EXTICR，这样我们要先开启复用时钟，然后配置 IO 口与中断线的对应关系。才能把外部中断与中断线连接起来。
  3）开启与该 IO 口相对的线上中断/事件，设置触发条件。
  这一步，我们要配置中断产生的条件， STM32 可以配置成上升沿触发，下降沿触发，或者任意电平变化触发，但是不能配置成高电平触发和低电平触发。这里根据自己的实际情况来配置，同时要开启中断线上的中断。这里需要注意的是：如果使用外部中断，并设置该中断的 EMR位的话，会引起软件仿真不能跳到中断，而硬件上是可以的。而不设置 EMR，软件仿真就可以进入中断服务函数，并且硬件上也是可以的。建议不要配置 EMR 位。
  4）配置中断分组（ NVIC），并使能中断。
  这一步，我们就是配置中断的分组，以及使能，对 STM32 的中断来说，只有配置了 NVIC的设置，并开启才能被执行，否则是不会执行到中断服务函数里面去的。
  5）编写中断服务函数。
  这是中断设置的最后一步，中断服务函数，是必不可少的，如果在代码里面开启了中断，但是没编写中断服务函数，就可能引起硬件错误，从而导致程序崩溃！所以在开启了某个中断后，一定要记得为该中断编写服务函数。在中断服务函数里面编写你要执行的中断后的操作。


//外部中断 0 服务程序
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
    delay_ms(10); //消抖
    if(WK_UP==1) //WK_UP 按键
    {
                    LED0=!LED0;;
    }
            EXTI->PR=1<<0; //清除 LINE0 上的中断标志位
}


//外部中断初始化程序
//初始化 PA0 为中断输入.
void EXTIX_Init(void)
{
    KEY_Init();
    Ex_NVIC_Config(GPIO_A,0,RTIR); //上升沿触发
    MY_NVIC_Init(2,3,EXTI0_IRQn,2); //抢占 2，子优先级 3，组 2
}
int main(void)
{
    Stm32_Clock_Init(9); //系统时钟设置
    delay_init(72); //延时初始化
    LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
    EXTIX_Init(); //初始化外部中断输入
    LED0=0; //先点亮红灯
    while(1)
    {
            printf("OKrn");
            delay_ms(1000);
    }
}
//实验结果就是按下KEY0控制DS0开关，CPU不断地执行主函数里的while（1）中程序，每隔一秒种打印一个OK，
//当有外部中断时，进入反转LED的中断服务程序。执行完之后继续执行主函数里的死循环。