5.3.4- 中断的响应与处理（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 中断的响应与处理 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 理解中断响应的过程和中断处理的基本步骤。 · 掌握中断服务程序的编写方法。 · 了解中断嵌套和中断返回的概念。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 · 中断响应的过程。 · 中断处理的基本步骤。 · 中断服务程序的编写方法 教学难点 1. 如何理解中断处理过程中的上下文切换。 2. 如何编写正确的中断服务程序。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：讲解中断响应与处理的基本原理和基本步骤。 2. 案例分析法：通过实际案例，分析中断响应与处理的过程和技巧。 3. 实践教学法：组织学生进行编程实践，提高学生的动手能力和解决问题的能力。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 回顾中断的基本概念和中断系统的结构。 2. 介绍本节课的学习目标和内容。 2分钟 讲授新课 练习指导 中断响应的过程和中断处理的基本步骤如下： 1. **中断请求**：当外部设备对单片机产生中断请求时，单片机会在当前程序运行到一个合适的地方时响应这个中断请求。 2. **中断检测**：单片机通过检查中断请求寄存器，确定是否存在未处理的中断请求。 3. **中断响应**：一旦检测到中断请求，单片机会立即暂停当前的任务，保存当前的程序计数器值等关键信息，这样在中断处理完成后，可以返回到原来的程序继续执行。 4. **中断处理**：单片机根据中断源，执行相关的中断服务程序。这个过程也叫做中断服务例程。 5. **中断返回**：中断服务完成后，单片机恢复被保存的程序计数器值等信息，返回到原来的任务，继续执行被打断的程序。 在具体实施中，有两个关键的机制，即中断使能和中断优先级。 中断使能：为了处理某个中断，需要先使能该中断。只有被使能的中断才能被单片机响应。 中断优先级：当有多个中断同时发生时，需要确定哪个中断优先级更高，先处理高优先级的中断。中断优先级可以通过硬件设置或软件编程来实现。 总之，中断处理是单片机实现多任务处理的关键机制。通过合理设置中断使能和优先级，可以有效地提高单片机的处理能力和响应速度。 中断服务程序（Interrupt Service Routine，ISR）是一段用于处理特定中断事件的代码 1. **保护现场**：在进入中断服务程序之前，需要保存当前程序的运行环境，包括寄存器的值、程序计数器等。这样在中断服务程序执行完毕后，可以恢复到原来的状态，继续执行被中断的程序。 2. **执行中断服务**：根据中断源，执行相应的中断服务程序。这个过程可能包括读取中断源的状态、处理中断事件、清除中断标志等。 3. **恢复现场**：中断服务程序执行完毕后，需要恢复被保护的现场，包括寄存器的值、程序计数器等。这样可以确保中断服务程序执行完毕后，原来的程序可以继续执行。 4. **中断返回**：恢复现场后，通过特定的指令（如`RETI`）返回到原来被中断的程序。 以下是一个简单的中断服务程序示例（以C语言为例）： ```c void interrupt_handler(void) { // 保护现场 // ... // 执行中断服务 // ... // 恢复现场 // ... // 中断返回 return; } ``` 中断嵌套是指在一个中断服务程序执行过程中，又发生了另一个中断请求。在这种情况下，单片机会先处理高优先级的中断，然后再处理低优先级的中断。这个过程类似于函数调用的嵌套，因此被称为中断嵌套。 中断返回是指中断服务程序执行完毕后，返回到原来被中断的程序的过程。在中断服务程序中，通过特定的指令（如`RETI`）来实现中断返回。中断返回的过程包括恢复现场、恢复程序计数器等，使得原来被中断的程序可以继续执行。 总之，掌握中断服务程序的编写方法，了解中断嵌套和中断返回的概念，有助于更好地理解和应用中断处理机制。在实际应用中，合理地编写中断服务程序，可以提高系统的响应速度和处理能力。 10分钟 7分钟 自主学习 8分钟 练习训练 1. 设计一个简单的中断响应与处理程序，要求能够响应外部中断并执行相应的中断服务程序。 2. 分析一