在嵌入式系統(tǒng)或自動(dòng)控制系統(tǒng)中，報(bào)警機(jī)制的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的報(bào)警響應(yīng)，通常采用硬件中斷申請(qǐng)與軟件中斷服務(wù)程序處理相結(jié)合的方法。相比于傳統(tǒng)的“程序輪詢比較法”，這種方法具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、系統(tǒng)資源占用少等顯著優(yōu)勢(shì)。

一、報(bào)警信號(hào)的觸發(fā)機(jī)制

在這種設(shè)計(jì)模式下，報(bào)警信號(hào)不再由主程序通過不斷采樣并判斷數(shù)據(jù)變化來(lái)獲得，而是由傳感器或開關(guān)等前端硬件直接檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)異常狀況并主動(dòng)發(fā)出報(bào)警請(qǐng)求信號(hào)。例如：

（1）電接點(diǎn)壓力式報(bào)警器：當(dāng)壓力超過設(shè)定閾值，電接點(diǎn)觸發(fā)閉合，輸出報(bào)警信號(hào)。
（2）起重機(jī)限位控制：當(dāng)?shù)蹉^到達(dá)最高或最低位置時(shí)，限位開關(guān)被觸發(fā)，發(fā)出停止或報(bào)警信號(hào)。

二、中斷申請(qǐng)與響應(yīng)流程

1.傳感器檢測(cè)異常

傳感器監(jiān)控到參數(shù)異常或危險(xiǎn)狀態(tài)，立即產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)（IRQ），發(fā)送給CPU。

2.CPU中斷響應(yīng)

CPU檢測(cè)到中斷請(qǐng)求后，暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)（若允許中斷嵌套，還需保存現(xiàn)場(chǎng)），并跳轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序（ISR, Interrupt Service Routine）。

3.軟件處理報(bào)警邏輯

在ISR中，系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警處理措施，如：
（1）點(diǎn)亮報(bào)警燈、發(fā)出蜂鳴聲；
（2）向上位機(jī)發(fā)送報(bào)警狀態(tài)；
（3）停止危險(xiǎn)動(dòng)作（如切斷電源或停止電機(jī)）；
（4）記錄報(bào)警時(shí)間與參數(shù)用于后續(xù)分析。

4.返回主程序

中斷服務(wù)完成后，CPU恢復(fù)到中斷前的狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行原任務(wù)。

采用硬件中斷+軟件處理中斷服務(wù)程序的報(bào)警方式，能顯著提高系統(tǒng)響應(yīng)速度與安全性，是工業(yè)控制、智能設(shè)備等系統(tǒng)中常用且高效的設(shè)計(jì)手段。特別適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求高、報(bào)警反應(yīng)必須迅速可靠的場(chǎng)合。例如，過溫報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)熱敏元件超溫→發(fā)出中斷→停止加熱器供電。

以上就是英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師分享的硬件中斷與軟件處理結(jié)合的報(bào)警實(shí)現(xiàn)方法。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開發(fā)，提供8位單片機(jī)、32位單片機(jī)。