在本文中，將討論定時器中斷的概念，事實上中斷是有效使用MCU的最基本方法之一。現(xiàn)在用一個類比來說明事情如何在沒有中斷的情況下工作：如果你正在煮雞蛋，并且想在10分鐘內(nèi)將它們從爐子上取下來，那么一種方法是不時檢查時鐘以確保看看時間是否到了。在嵌入式系統(tǒng)中也是如此：如果你想在執(zhí)行某些操作之前等待特定狀態(tài)發(fā)生變化，那么一種方法是定期檢查狀態(tài)。或者，如果你的程序正在等待GPIO輸入電平；要在執(zhí)行某個步驟之前從0更改為1，那么一種方法是定期檢查GPIO值。這種定期檢查的方法稱為輪詢。

雖然輪詢是一種檢查狀態(tài)變化的簡單方法，但它是有代價的。如果檢查間隔太長，發(fā)生和檢測之間可能會有很長的滯后——如果在檢查之前狀態(tài)又變回，你可能會完全錯過更改。更短的間隔將獲得更快、更可靠的檢測，但也會消耗更多的處理時間和功率，因為更多的檢查將返回否定。

另一種方法是利用中斷。使用這種方法，狀態(tài)變化會產(chǎn)生一個中斷信號，使CPU暫停其當(dāng)前操作（并保存其當(dāng)前狀態(tài)），然后執(zhí)行與中斷相關(guān)的處理，然后恢復(fù)其先前的狀態(tài)并從中斷處恢復(fù)。（見圖1）

讓我們回到煮雞蛋的例子。我們不會定期檢查，而是將計時器設(shè)置為10分鐘，然后做其他事情直到計時器響起，將我們的注意力轉(zhuǎn)回到雞蛋上。在這種情況下，定時器作為中斷工作，“把雞蛋從鍋里拿出來”是相關(guān)的處理。

MCU如何處理中斷？

中斷可以來自MCU內(nèi)部和MCU外部設(shè)備。例如，來自外部開關(guān)或傳感器的中斷有時稱為“附加中斷”，因為它是由附加到MCU上的IRQ（中斷請求）引腳的外部設(shè)備產(chǎn)生的。當(dāng)相關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時，外部設(shè)備向該引腳發(fā)送中斷請求信號，進(jìn)而產(chǎn)生通知給MCU的中斷控制器（在RX63N上，該控制器稱為“ICUb”）。

相比之下，來自片上外設(shè)（內(nèi)部定時器、GPIO線、UART等）的中斷稱為“外設(shè)中斷”。這些中斷信號直接通知中斷控制器，無需引腳連接。

中斷控制器的工作就是將這些中斷請求以協(xié)調(diào)的方式傳遞給CPU。當(dāng)發(fā)生多個中斷時，控制器必須根據(jù)它們的相對優(yōu)先級以適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)⑺鼈儼l(fā)送到CPU。并且控制器還必須知道哪些中斷當(dāng)前被屏蔽（禁用），以便它可以完全忽略這些中斷。

當(dāng)CPU收到控制器的中斷請求時，它停止執(zhí)行它正在處理的程序，并自動保存所有相關(guān)的工作信息，以便以后可以從中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行。然后加載并執(zhí)行與接收到的中斷請求對應(yīng)的中斷處理程序。完成這個處理后，CPU恢復(fù)保存的信息并從它停止的地方恢復(fù)。（見圖2）注意保存和恢復(fù)是由CPU自動處理的；程序員不需要關(guān)心這些細(xì)節(jié)。

考慮通過UART進(jìn)行串行通信的情況。定期監(jiān)視UART以了解新字符的到來是低效的。因此，在大多數(shù)情況下，系統(tǒng)設(shè)計為當(dāng)新字符到達(dá)時UART本身會產(chǎn)生中斷，提醒CPU執(zhí)行適當(dāng)?shù)奶幚怼?/p>