ISR(Interrupt Service Routine,中断服务程序)是一个用于处理硬件中断的特定程序。中断是硬件或软件引起的事件,会暂时打断当前正在运行的任务,以便紧急处理某个事件。ISR的目的是快速响应中断信号,执行所需的操作,并尽快返回继续执行被打断的任务。
ISR的主要功能包括:
- 保存上下文:在进入ISR时,保存当前程序的状态(如寄存器内容)以便在ISR处理完成后能恢复。
- 处理中断:执行特定的处理逻辑,这可能包括读取或写入硬件寄存器、处理数据或触发其他操作。
- 清除中断源:清除中断标志,以确保系统知道中断已经被处理。
- 恢复上下文:在ISR完成后,恢复之前保存的程序状态,使程序能够继续正常运行。
使用ISR的关键要点:
- 快速执行:ISR应尽量短小精悍,避免长时间占用CPU资源,因为在ISR执行期间,系统可能无法处理其他中断或任务。
- 避免复杂操作:在ISR中应避免复杂操作或耗时的任务,如内存分配、长时间等待等。
- 中断嵌套:处理好中断嵌套问题,有些系统允许中断嵌套,即高优先级的中断可以打断低优先级的中断。
- 同步问题:注意数据的同步和共享,特别是在多任务系统中,ISR和其他任务可能会访问相同的数据或资源,需确保数据一致性和避免竞争条件。
ISR的典型应用场景:
- 定时器中断:用于周期性任务或计时。
- 外部设备中断:响应外设(如键盘、鼠标、传感器)的事件。
- 通信中断:处理串口、网络接口等通信的传输完成事件。
- 错误中断:处理系统错误或异常,如内存访问错误等。
代码示例
下面是一个简单的ISR示例,用于处理一个假设的定时器中断:
#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>// 初始化定时器
void timer_init() {// 设置定时器的初始值TCNT0 = 0;// 启用定时器中断TIMSK0 = (1 << TOIE0);// 设置定时器预分频器TCCR0B = (1 << CS00) | (1 << CS02);// 启用全局中断sei();
}// 定时器中断服务程序
ISR(TIMER0_OVF_vect) {// 中断处理逻辑// 例如,翻转LED灯状态PORTB ^= (1 << PB0);
}int main() {// 初始化端口和定时器DDRB |= (1 << PB0);timer_init();while(1) {// 主循环}return 0;
}