Обработка прерываний

Прерывания – это вызовы определенных функций, генерируемые, главным образом, аппаратной частью микроконтроллера. В результате прерывания выполнение программы останавливается, и происходит переход к соответствующей подпрограмме обработки прерывания.

Прерывания бывают внутренними и внешними. Источниками внутреннего прерывания являются встроенные модули микроконтроллера (например, таймер/счетчик или сторожевой таймер). Внешние прерывания вызываются сбросом (сигнал на выводе RESET) или сигналами предустановленного уровня на выводах INT. К примеру, в микроконтроллерах AVR за характер сигналов на выводах INT0/INT1, вызывающих прерывание, определяется с помощью разрядов регистра управления MCUCR: ISC00 (разряд 0), ISC01 (разряд 1) – для входа INT0; ISC 10 (разряд 2), ISC11 (разряд 3) – для входа INT1 (табл. 3.1 и табл. 3.2).

Таблица 3.1. Выбор способа активизации прерывания по входу INT0

Разряд ISC01	Разряд 1SC00	Описание
		Прерывание вызывается по уровню лог. 0 на входе INT0
		Прерывание вызывается по ниспадающему фронту сигнала INT0
		Прерывание вызывается по нарастающему фронту сигнала INT0

Таблица 3.2. Выбор способа активизации прерывания по входу INT1

Разряд ISC11	Разряд ISC10	Описание
		Прерывание вызывается по уровню лог. 0 на входе INT1
		Прерывание вызывается по нарастающему фронту сигнала INT1
		Прерывание вызывается по ниспадающему фронту сигнала INT1

В микроконтроллерах AVR всем прерываниям, включая сброс, поставлен в соответствие собственный вектор прерывания – адрес в начальной области памяти программ, по которому компилятор размещает команду перехода к подпрограмме обработки прерывания. Перечень векторов прерывания в некоторых моделях микроконтроллеров AVR может выглядеть следующим образом (табл. 3.3). В микроконтроллерах AVR все прерывания имеют одинаковый приоритет, и в случае одновременного возникновения двух прерываний первым обрабатывается прерывание с меньшим номером вектора.

Таблица 3.3. Векторы прерываний

Адрес в памяти программ	Источник прерывания	Описание
0x0000	RESET	Сигнал сброса
0x0001	INT0	Внешний запрос на прерывание по входу INT0
0x0002	INT1	Внешний запрос на прерывание по входу INT1
0x0003	Т/С1	Захват по таймеру/счетчику Т/С1
0x0004	Т/С1	Совпадение с регистром сравнения А таймера Т/С1
0x0005	Т/С1	Совпадение с регистром сравнения В таймера Т/С1
0x0006	Т/С1	Переполнение таймера/счетчика Т/С1
0x0007	Т/С0	Переполнение таймера/счетчика Т/С0
0x0008	SPI	Завершение передачи данных по интерфейсу SPI
0x0009	UART	Прием байта приемопередатчиком UART завершен
0х000А	UART	Регистр данных приемопередатчика UART пуст
0x000В	UART	Передача данных приемопередатчиком UART завершена
0х000С	ANA_COMP	Прерывание от аналогового компаратора

В момент возникновения прерывания в стек помещается адрес возврата – адрес команды, которая должна быть выполнена первой после выхода из подпрограммы обработки прерывания. В результате выполнения последней ассемблерной команды подпрограммы обработки прерывания (для микроконтроллеров AVR – это команда reti, а для микроконтроллеров PIC – retfie) адрес возврата извлекается из стека в счетчик команд, и выполнение программы продолжается.