接下來講中斷功能

　　提高作業效率的“中斷功能”指的是什么？

　　我們回顧一下“定時器”中簡單介紹過的“中斷功能”概念。任何人都有過這樣的經驗，就是“將雞蛋放進沸騰的熱水中，直到雞蛋煮熟的10分鐘內要確認好幾次時鐘”的經歷。在單片機的世界中也同樣，在等待某種狀態達成時，具有對對象進行定期檢查的方法。例如，在等待向GPIO（通用I/O端口）的輸入從0變為1時，程序可以一定的間隔來檢查GPIO的狀態。這種處理被稱為“輪詢”。

　　輪詢雖然是一種了解狀態變化的簡單方法，但是如果檢查的頻度低（間隔長）就會錯過變化，如果頻度過高（間隔短），即使查也查不到變化“空耗”。由于輪詢通過簡單的程序便能完成處理，所以在掌握對象的變化頻度時是有效的。但是，進行多次檢查也會給單片機帶來負荷，對功耗不利。

　　因此就要用到本期介紹的“中斷功能”。產生中斷時，CPU會暫時停止正在執行的任務，轉而進行別的任務。也就是有別的任務“穿插”進來的意思（圖1）。當中途穿插進來的任務結束后，CPU再返回處理原來的任務。

　　設想一下你在工作的同時煮雞蛋的情況。由于你不想停下手中的工作，所以把雞蛋放入熱水中后就設置定時器并繼續工作，10分鐘后定時器一響就把雞蛋從熱水中撈起。這時，定時器的鳴叫就是中斷，而“把雞蛋從熱水中撈起”就是穿插進來的工作。大家可以通過這種方式來了解中斷功能。

　　單片機中的中斷處理

　　中斷產生于單片機內部和外部的各種設備。于開關和感應器等單片機外部的中斷稱為外部引腳中斷，來自這些機器的中斷信號由名為“IRQ”的引腳接收，再向中斷控制器（在RX63N中稱被稱為“ICUb”）發出通知。IRQ為“Interrupt ReQuest”的略稱，意思為“中斷請求”。另外，來自單片機內部的定時器和GPIO、串行通信設備UART等外設機器的中斷被稱為外部設備中斷，中斷信號直接從各外部設備通知中斷控制器。

　　在中斷控制器中，各種設備的中斷信號按照先來后到的順序，以適當的順序被傳送到CPU。而且，中斷被設為無效的設備的中斷信號將不會被傳送到CPU，也就意味著可以忽視（屏蔽）這些信號。CPU按照從中斷控制器接收到的指示來執行對應的程序（中斷處理）。

　　CPU一旦接收到中斷控制器的中斷信號，首先將終止執行中的程序。然而，會自動保存“從何處重啟”的出棧（POP）信息，這被稱為“進棧（PUSH）”。進棧結束后，將開始由中斷執行的程序。該程序結束時，進棧信息將回送到CPU，這種現象被稱為“出棧”（圖2）。由于進棧和出棧都由CPU自動執行，因此程序設計者不必因順序問題而費心。

　　例如，通過UART執行串行通信時，經常監視字節是否被接收了而導致效率不佳。所以，多數情況下都對程序進行如下編程，即在信息送達時就會產生中斷并進行適當的處理，另外，使定時器產生中斷的情況也不在少數。進行“經過了一定時間后該做什么”這類處理時，應進行如下編程，即通過來自定時器的信號開始進行處理。如上所述，在有效利用單片機方面，中斷功能發揮了很大的作用。

　　還可使用數據庫嘗試編寫復雜的中斷程序！

　　為了編寫與中斷相關的程序，就需要了解單片機的運行。由于需要深入了解，所以不能僅是進行簡單的嘗試。幸好還有本系列中介紹過的GR-SAKURA數據庫，可在GR-SAKURA數據庫中進行與外部引腳中斷相關的處理，所以請嘗試使用GR-SAKURA數據庫來進行編程。

　　SAKURA sketch參數：櫻花程序庫--中斷（僅限英文版）

　　為了向GR-SAKURA提供外部引腳中斷，還需要做些工作。在GR-SAKURA中，從IO30引腳到IO35引腳接收來自外部的中斷信號。這次是將定時器輸出引導到IO0引腳，再將它傳送到IO31引腳作為中斷信號。因此，要從IO30引腳到GND的部分設置引腳接口，由底板用的電線將IO0和IO31連接起來（圖3）。

　　在示例程序（圖4）中預先準備了如下功能，即當GR-SAKURA的外部中斷信號引腳（從IO30到IO35中的一個）的輸入從L電平變為H電平時，LED燈將啟動。而且是在檢測到相當于上述所說明的“外部引腳中斷”的中斷信號后才會變化。從IO0引腳進行定時器輸出，并將之與中斷輸入引腳即IO31引腳連接，通過這樣的方式便可以與一定的時間間隔發生中斷。