1.中斷的基本概念

當微控制器正在執行程式時，出現了某些特殊狀況，例如定時時間到、有鍵盤訊號輸入等，此時CPU須要暫時停止當前的程式，而轉去執行處理這些事件的程式，待執行完這些特定的程式之後，再返回到原先的程式去執行，這就形成了一次“中斷”。“中斷”加強了微控制器處理突發事件的能力，如果沒有中斷功能，對可能發生的特殊狀況的處理就必須採用定時查詢，這樣就會浪費大量的CPU時間。
因此，中斷是微控制器中很重要的一個概念，是提高工作效率的重要功能，中斷系統功能的好壞是衡量微控制器功能的重要指標。微控制器的“中斷源”與微控制器包含的外圍裝置有很大的關係，所謂“中斷源”就是引起中斷的原因或根源，就是中斷請求的來源。16F873/876內部集成了12個外圍裝置。

外圍裝置在工作過程中，都需要CPU參與控制、協調或交換資料等服務，而CPU正是通過中斷技術使得這些外圍裝置協調工作的。PIC微控制器作一次中斷處理的過程如下，當某一中斷源發出中斷請求時：
①假如CPU正在執行更重要的任務，則可採用遮蔽的方法暫時不響應該中斷請求；
②如果可以響應該中斷請求，則CPU執行完當前指令後，必須把斷點處的程式計數器PC的值(即下一條指令的地址)壓入堆疊儲存起來(斷點保護)，也可以把一些的重要暫存器內容也保護起來(現場保護)。然後再轉移到相應的中斷服務子程式中執行。
③在中斷服務子程式中，首先必須確定發出中斷請求的中斷源，然後再跳轉到與該中斷源相對應的程式分支中去執行中斷服務程式。
④當中斷服務程式執行畢後，必須先恢復被保護的暫存器的值(現場恢復)，再將程式計數器PC的值從堆疊中恢復(斷點恢復) ，使CPU返回斷點處繼續執行被中斷的程式。

2.PIC16F876的中斷源

PIC16F876微控制器具備的中斷源如下表所示：

從上表可看出，各中斷源基本上都與各個外圍裝置模組相對應的：多數的外圍裝置對應著一箇中斷源(如定時／計數器TMR0)，也有的外圍裝置對應二箇中斷源(如SCI同步／非同步接收／傳送器USART)；有的外圍裝置沒有中斷源與之對應(如輸入／輸出埠 RA和RC)；也有的中斷源沒有外圍裝置與之對應(例如外部中斷源INT)。
每一種中斷源對應了一箇中斷標誌位，記為XXXF，以及一箇中斷遮蔽位或叫中斷使能位，記為XXXE。中斷源產生的中斷訊號能否到達CPU，都受控於相應的中斷遮蔽位。 每個中斷源申請中斷時，其中斷標誌位會自動置位，中斷標誌位的清0是由使用者程式完成的；而每個中斷遮蔽位的置位和清位均由使用者程式完成。

PIC16F876微控制器的中斷系統的邏輯電路如圖：

圖中全部的的14箇中斷源按兩個梯隊並列排開，第一梯隊中只安排了3箇中斷源，其餘的中斷源全部安排到第二梯隊中。所有的中斷源都受“全域性中斷遮蔽位”(也稱總遮蔽位)GIE的控制；第一梯隊的中斷源不僅受GIE的控制，還要受各自中斷遮蔽位的控制；第二梯隊的中斷源不僅受到GIE和各自中斷遮蔽位的控制，還要受到一個外設中斷遮蔽位PEIE的控制。

3.與中斷相關的暫存器

與中斷有關的特殊功能暫存器SFR共有6個，分別是：
選項暫存器OPTION_REG、中斷控制暫存器INTCON、第一外圍裝置中斷標誌暫存器PIR1、第一外圍裝置中斷遮蔽暫存器PIE1(也稱中斷使能暫存器)、第二外圍裝置中斷標誌暫存器PIR2和第二外圍裝置中斷遮蔽暫存器PIE2。
後5個SFR，共有40位，但僅使用了30位來控制中斷，分別與圖中的中斷邏輯電路輸入訊號成嚴格的對應關係。

3.1 選項暫存器OPTION _REG

該暫存器包含了與定時／計數器TMR0、分頻器和埠RB有關的控制位。RB埠引腳RB0和外部中斷INT複用一腳，與該腳有關的一個控制位含義如下：
INTEDG：外部中斷INT觸發訊號邊沿選擇位：1=選擇RB0／INT上升沿觸發；0=選擇RB0／INT下降沿觸發。

3.2 中斷控制暫存器INTCON

它將第一梯隊中的3箇中斷源的標誌位和遮蔽位，以及PEIE和GIE包含在其中：
RBIF：埠RB的引腳RB4～RB7電平變化中斷標誌位。1=RB4～RB7已經發生了電平變化；0=RB4～RB7尚未發生電平變化。 RBIE：埠RB的引腳RB4～RB7電平變化中斷遮蔽位。1=允許RB產生的中斷；0=遮蔽埠RB產生的中斷。
INTF：外部INT引腳中斷標誌位。1=外部INT引腳有中斷觸發訊號； 0=外部INT引腳無中斷觸發訊號。
INTE：外部INT引腳中斷遮蔽位。 l=允許外部INT引腳產生的中斷；0=遮蔽外部INT引腳產生的中斷。
T0IF：TMR0溢位中斷標誌位。1=TMR0已經發生了溢位；0=TMR0尚未發生溢位。
T0IE：TMR0溢位中斷遮蔽位。1=允許TMR0溢位後產生的中斷； 0=遮蔽TMR0溢位後產生的中斷。
PEIE：外設中斷遮蔽位。1=允許CPU響應來自第二梯隊中斷請求0=禁止CPU響應來自第二梯隊中斷請求。 
GIE：全域性中斷遮蔽位(總遮蔽位)。1=允許CPU響應所有中斷源產生的中斷請求；0=禁止CPU響應所有中斷源產生的中斷請求。 

3.3 第一外圍裝置中斷標誌暫存器PIR1

該暫存器中各中斷標誌位的含義如下：
TMR1IF：定時／計數器TMR1模組溢位中斷標誌位。1=發生了TMR1溢位； 0=未發生TMR1溢位。
TMR2IF：定時／計數器TMR2模組溢位中斷標誌位。1=發生了TMR2溢位； 0=未發生TMR2溢位。
CCP1IF：輸入捕捉／輸出比較／脈寬調製CCP1模組中斷標誌位。 輸入捕捉模式下：1=發生了捕捉中斷請求；0=未發生捕捉中斷請求。輸出比較模式下：1=發生了比較輸出中斷請求；0=未發生比較輸出中斷請求。脈寬調製模式下： 無用。 SSPIF：同步串列埠(SSP)中斷標誌位。1=傳送／接收完畢產生的中斷請求；0=等待發送／接收。
TXIF：序列通訊介面(SCI)傳送中斷標誌位。1=傳送完成，即傳送緩衝區空 0=正在傳送，即傳送緩衝區未空。
RCIF：序列通訊介面(SCI)接收中斷標誌位。1=接收完成，即接收緩衝區滿0=正在接收，即接收緩衝區空。
ADIF：模擬／數字(A／D)轉換中斷標誌位。1=發生了A／D轉換中斷；0=未發生A／D轉換中斷。
PSPIF：並行埠中斷標誌位，只有40腳封裝型號具備，對於28腳封裝型號總保持0。1=並行埠發生了讀／寫中斷請求；0=並行埠未發生讀／寫中斷請求。

3.4 第一外圍裝置中斷遮蔽暫存器PIE1

該暫存器中包含的中斷遮蔽位(使能位)的含義如下：
TMR1IE：定時器／計數器TMRl模組溢位中斷遮蔽位。l＝開放TMRl溢位發生中斷；0＝遮蔽TMRl溢位發生中斷。
TMR2IE：定時／計數器TMR2溢位中斷遮蔽位。1=開放TMR2溢位發生的中斷；0=遮蔽TMR2溢位發生的中斷。
CCP1IE：輸入捕捉／輸出比較／脈寬調製CCP1模組中斷遮蔽位。1=開放CCP1模組產生的中斷請求；0=遮蔽CCP1模組產生的中斷請求。 
SSPIE：同步串列埠(SSP)中斷遮蔽位。1=開放SSP模組產生的中斷請求0=遮蔽SSP模組產生的中斷請求。
TXIE：序列通訊介面(SCI)傳送中斷遮蔽位。1=開放SCI傳送中斷請求；0=遮蔽SCI傳送中斷請求。
RCIE：序列通訊介面(SCI)接收中斷遮蔽位。1=開放SCI接收中斷請求；0=遮蔽SCI接收中斷請求。
ADIE：模擬／數字(A／D)轉換中斷遮蔽位。1=開放A／D轉換器的中斷請求；0=遮蔽A／D轉換器的中斷請求。 
PSPIE：並行埠中斷遮蔽位，只有40腳封裝型號具備，對於28腳封裝型號總保持0。1=開放並行埠讀／寫發生的中斷請求；0=遮蔽並行埠讀／寫發生的中斷請求。

3.5 第二外圍裝置中斷標誌暫存器PIR2

CCP2IF：輸入捕捉／輸出比較／脈寬調製CCP2模組中斷標誌位。輸入捕捉模式下：1=發生了捕捉中斷請求(必須用軟體清0)；0=未發生捕捉中斷請求。輸出比較模式下：1=發生了比較輸出中斷請求(必須用軟體清0)；0=未發生比較輸出中斷請求。脈寬調製模式下：無用 BCLIF：I2C匯流排衝突中斷標誌。當同步串列埠MSSP被配置成I2C匯流排的主控器模式時：1=發生了匯流排衝突；0=未發生匯流排衝突。
EEIF：EEPROM寫操作中斷標誌位。1=寫操作已經完成(必須用軟體清0)；0=寫操作未完成或尚未開始進行。 

3.6 第二外圍裝置中斷遮蔽暫存器PIE2

CCP2IE：輸入捕捉／輸出比較／脈寬調製CCP2模組中斷遮蔽位。1=開放CCP2模組產生的中斷請求；
0=遮蔽CCP2模組產生的中斷請求。
EEIE：EEPROM寫操作中斷遮蔽位。1=開放EEPROM寫操作產生的中斷請求；0=遮蔽EEPROM寫操作產生的中斷請求。

4.中斷的處理

微控制器復位後，硬體會自動設定GIE=0，遮蔽所有的中斷源，假如要求微控制器能響應所有中斷，必須設定GIE=1。其實無論GIE或著其他中斷遮蔽位是否為1，當某中斷源的中斷條件滿足時，都會發出中斷請求，即相應的中斷標誌位都會置1。但是否能夠得到CPU的響應，則由該中斷源的中斷遮蔽位決定。
CPU響應中斷後，自動設定GIE=0，遮蔽所有中斷，以免發生重複中斷響應，然後自動把PC暫存器當前值壓入堆疊，並把PC值賦予地址0004H，從而轉向執行中斷服務子程式。 
進入中斷服務程式後，程式必須要確定發出請求的中斷源，這可以通過檢查各中斷源的標誌位來實現。確定了中斷源後，就用軟體把該中斷源的標誌位清0，否則，執行中斷返回指令重開中斷後，假如中斷標誌位仍然為1，則會引起CPU重複響應同一個中斷請求。
執行中斷返回指令RETFIE後，不僅會將保留在堆疊中的斷點地址彈回到PC暫存器中，使程式能返回到被中斷的程式處；而且還會自動設定GIE=1，重新開放所有的中斷源。

5.關於中斷部分的總結

⑴微控制器在任何情況下的復位，均會導致總遮蔽位和其他的中斷遮蔽位清0，即在預設狀態下，禁止CPU響應所有中斷。
⑵中斷標誌位的狀態與該所有的中斷遮蔽位無關，即不管是否允許CPU響應中斷源的中斷請求，只要滿足了中斷的條件，中斷標誌位就會被置成1。
⑶當系統開放某一中斷源時，中斷源就通過中斷標誌位向CPU申請中斷，只要將中斷標誌位置1，就會產生中斷響應。
⑷當CPU響應任一個中斷後，全域性中斷遮蔽位GIE將會自動清0；當中斷返回時它又會自動恢復為1。 
(5)如果在中斷服務期間若用軟體將自動清0的GIE重新置1，這時若再出現中斷請求，就會形成中斷的巢狀：即在響應某一中斷期間又響應了其他中斷。不過巢狀的級數不能超過堆疊的深度(8級)，以免造成堆疊溢位。 ⑹如果同時發生多箇中斷請求，到底哪個中斷會優先得到處理，完全取決於在中斷服務子程式中檢查中斷源的順序，原因是各個中斷源之間不存在優先級別之分。 
⑺每一種中斷源受遮蔽的次數不完全相同，第一梯隊的中斷源受到二次遮蔽，而第二梯隊的中斷源受到三次遮蔽。
⑻ PIC系列微控制器的型號不同，資料儲存器RAM的佈局不完全相同，為工作暫存器W安排備份暫存器W_TEMP的方法也就不完全相同。