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中断服务函数（Interrupt Service Routine, ISR）是计算机系统中用于处理中断请求的关键部分，当外部设备或内部事件触发中断时，CPU会暂停当前程序执行，转而执行相应的ISR来响应中断，下面将详细介绍中断服务函数的定义、实现以及其在各种系统中的应用。
中断服务函数的基本概念
1 中断概述
中断是一种让处理器暂时停止当前任务,去处理更紧急的任务的方式，在嵌入式系统中，中断常用于处理实时性要求高的任务，如定时器溢出、串行通信等。
2 中断服务函数的作用
中断服务函数的主要作用是在中断发生时,快速响应该事件并进行必要的处理，它负责保存现场信息、处理中断请求、恢复现场信息等操作。
3 中断优先级
为了确保系统能够有效地处理多个同时发生的中断,通常会为每个中断分配不同的优先级，高优先级的ISR会先于低优先级的ISR被调用。
中断服务函数的设计原则
1 简洁高效
由于ISR运行时间通常较短且频繁被调用,因此设计时应注重代码的简洁性和效率，避免复杂的逻辑判断和嵌套循环，以减少中断延迟。
2 安全性与稳定性
ISR应当具有高度的安全性和稳定性,防止因错误处理导致整个系统的崩溃或数据丢失，应进行充分的边界条件和异常情况的处理。
3 局部变量使用限制
为了节省堆栈空间和提高性能,ISR中应尽量少用局部变量，尤其是大型的数组或结构体类型的变量。
中断服务函数的实现步骤
1 定义ISR入口点
在汇编语言中,可以通过设置向量表来实现ISR的跳转，在ARM Cortex-M系列微控制器上，可以使用__attribute__((interrupt))属性标记ISR函数。
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void Timer0_ISR(void)
{
// ISR代码
}
2 保护现场信息
在中断发生时,需要保存当前的寄存器状态以便后续恢复，这通常包括通用寄存器和程序计数器的备份。
3 处理中断请求
根据中断源的不同,执行相应的数据处理逻辑，这可能涉及到读取状态寄存器、发送接收数据等操作。
4 恢复现场信息
完成中断处理后,需恢复之前保存的寄存器值，使程序能够正确返回到中断前的位置继续执行。
5 清除中断标志位
在某些系统中,需要在ISR结束后清除中断标志位以确保不会重复触发中断。
中断服务函数的应用实例
以下是一个简单的例子：假设有一个外部中断请求输入端INT0连接到一个按钮开关上，按下按钮时会触发INT0中断，我们需要编写一个ISR来处理这个中断事件。
volatile uint8_t button_pressed = 0;
void INT0_ISR(void)
{
if (EXTINT & (1 << INT0))
{
// 按钮被按下
button_pressed = 1;
// 清除中断标志位
EXTINT &= ~(1 << INT0);
}
}
// 其他初始化代码...
sei(); // 允许全局中断
在这个例子中,我们定义了一个全局变量button_pressed用来记录是否检测到了按钮按下的事件，当INT0中断发生时，ISR会将该变量的值设为1，并在最后清除中断标志位以避免重复触发。
中断服务函数是嵌入式系统中不可或缺的一部分,其设计和实现直接影响到系统的效率和可靠性，在设计ISR时，应遵循简洁高效、安全稳定的原则，并通过合理的流程控制来保证程序的正常运行，在实际应用中，应根据具体硬件平台的特点和需求定制适合自己的ISR设计方案。
标签： #中断服务函数一般怎么定义
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