Bình thường, vi điều khiển sẽ thực thi các lệnh do người dùng viết một cách tuần tự từ trên xuống. Tuy nhiên, nó cũng được thiết kế để sẵn sàng xử lý các tình huống, sự kiện do tác động từ bên ngoài của con người, các cảm biến, hoặc từ các ngoại vi bên trong như Timer, UART, ADC…vv… mà chúng ta không biết, không dự đoán trước được khi nào tình huống, sự kiện đó sẽ xảy ra.
[HỌC ONLINE: LẬP TRÌNH VI ĐIỀU KHIỂN STM32, VI XỬ LÝ ARM CORTEX – M]
Một cách tổng quát, khi xảy ra Interrupt, vi điều khiển sẽ thực hiện qua các bước sau:
1. Thực hiện xong câu lệnh đang thực hiện (câu lệnh ở mã máy sau quá trình compiler, asembler từ ngôn ngữ bật cao do người dùng viết. Để thực hiện 1 câu lệnh ở mã máy, vi điều khiển thường thực hiện các bước sau: lấy lệnh từ bộ nhớ; giải mã lệnh; thực thi lệnh).
2. Lưu ngữ cảnh gồm lưu địa chỉ câu lệnh tiếp theo sẽ thực hiện (giá trị thanh ghi Program Counter), lưu trạng thái năng lượng đang hoạt động (trong thanh ghi Status) vào vùng nhớ Stack, gọi là quá trình Stacking.(Vùng nhớ Stack là vùng nhớ First In Last Out.)
3. Xóa bit cho phép ngắt toàn cục trong thanh ghi Status, đưa vi điều khiển về chế độ hoạt động bình thường (active mode) nếu nó đang ở chế độ tiết kiệm năng lượng. Bit cho phép ngắt cũng có thể được bật lên lại để cho phép ngắt chồng ngắt (Nested Interrupt)
4. Vi điều khiển thực thi chương trình phục vụ ngắt (ISR) bằng cách nạp địa chỉ câu lệnh đầu tiên của chương trình phục vụ ngắt vào thanh ghi PC. (Địa chỉ này cũng là địa chỉ của vecter ngắt trong interrupt vector table)
5. Khi thực hiện xong chương trình phục vụ ngắt, vi điều khiển sẽ thực hiện quá trình unstacking: nạp lại giá trị thanh ghi PC đã lưu, bật lại bit cho phép ngắt toàn cục, quay về trạng thái năng lượng ban đầu.
Một số ngắt phổ biến trên vi điều khiển phổ biến mà chúng ta thường sử dụng:
– Ngắt ngoài: Sự kiện là khi sự thay đổi sườn tín hiệu (edge) sườn lên, sườn xuống, hoặc cả 2.
– Ngắt UART: Thường sử dụng ngắt nhận, sự kiện là khi buffer nhận đủ 1 byte dữ liệu
– Ngắt ADC: Thường sử dụng khi hoàn thành việc chuyển đổi ADC
– Ngắt Timer: Thường sử dụng khi tràn thanh ghi đếm, hoặc khi giá trị đếm bằng với thanh ghi so sánh
Xem thêm: Tổng hợp các bài hướng dẫn Lập trình vi điều khiển STM32 tại đây.
Thuong Nguyen