中斷源和中斷向量：

缺省情況下，AVR的程序存儲區的最低端，即從Flash地址的0x0000開始用于放置中斷向量，稱做中斷向量區。中斷向量區大小 = 中斷源個數 * 每個中斷向量占據字數。對于Flash比較小的AVR處理器，每個中斷向量占據一個字的空間，用于放置一條相對轉移指令 rjmp（跳轉范圍-2K~+2K），而Flash較大的AVR，每個中斷向量占據兩個字空間，用于放置一條絕對轉移指令 jmp，用于跳轉到相應中斷的中斷服務程序的起始地址。

在這21個中斷中，包含1個非屏蔽中斷（RESET）3個外部中斷（INT0、INT1、INT2）和17個內部中斷。

INT0、INT1和INT2是3個外部中斷源，它們是分別由芯片外部引腳PD2、PD3、PB2上的電平變化或狀態觸發的。通過對控制寄存器MCUCR和控制與狀態寄存器MCUCSR的配置，外部中斷可以定義為由PD2、PD3、PB2引腳上的電平的下降沿、上升沿、邏輯電平變化，或者低電平觸發（INT2僅支持電平變化的邊沿觸發），這為外部硬件電路和設備向AVR申請中斷服務提供了很大的方便。

**關于計數器的中斷寄存器：TIMER2 COMP、TIMER2 OVF、TIMER1 CAPT、TIMER1 COMPA、TIMER1 COMPB、TIMER1 OVF、TIMER0 OVF、TIMER0 COMP這8個中斷是來自于ATmega16內部的3個定時計數器觸發的內部中斷。定時器處在不同的工作模式下時，這些中斷的發生條件和具體意義是不同的。

ATmega16的中斷控制：

1）、中斷優先級的確定

AVR單片機中，一個中斷在中斷向量區中的位置決定了它的優先級，位于低地址的中斷優先級高于位于高地址的中斷。所以 RESET 具有最高優先級。

AVR單片機采用固定的硬件優先級方式，不支持通過軟件對中斷優先級的重新設定。當有多個中斷源向MCU申請中斷的情況中，MCU根據中斷優先級的不同，把低優先級的中斷掛起，首先響應中斷優先級最高的那個中斷。待優先級最高的中斷服務程序執行完成返回后，再順序響應低優先級的中斷。

2）、中斷標志

AVR有兩種機制不同的中斷：帶有中斷標志的中斷（可掛起）和不帶中斷標志的中斷（不能掛起）。在 AVR 中，大多數的中斷都屬于帶中斷標志的中斷。所謂的中斷標志，是每個中斷源在其 I/O 空間寄存器中具有自己的一個中斷標志位。AVR 的硬件系統在每個時鐘周期內都會檢測（接受）外部（內部）中斷源的中斷條件。一旦中斷條件滿足，AVR 的硬件就會將置位相應的中斷標志位（置為“1”），表示向 MCU 提起中斷請求。

3）、中斷屏蔽與管理

AVR 對中斷采用兩級控制方式。兩級控制是指 AVR 有一個中斷允許的總控制位 I（既 AVR 標志寄存器 SREG 中的 I 標志位“SREG.7”），通常稱為全局中斷允許控制位。同時 AVR 為每一個中斷源都設置了獨立的中斷允許位，這些中斷允許位分散位于各中斷源所屬模塊的控制寄存器中。

4）、中斷嵌套

AVR在響應一個中斷的過程中通過硬件將 I 標志位自動清零，這樣就阻止了MCU響應其它中斷。通常情況下，AVR是不能自動實現中斷嵌套的。如果系統中必須要實現中斷嵌套的應用，用戶可以在中斷服務程序中使用指令將全局中斷允許位開放，通過間接的方式實現中斷的嵌套處理。

濫用中斷嵌套會造成程序流程的不確定性。因此建議只有當某中斷確實需要得到實時響應時才考慮使用中斷嵌套處理，一般情況下盡量不要采用中斷嵌套，因為 AVR 本身是高速單片機，它運行速度是能足夠快速的將中斷服務程序執行完的。當然，用戶編寫中斷服務程序時，應遵循盡量短小的原則。

AVR的中斷響應過程：

1）、中斷響應的過程

AVR在響應中斷請求時，MCU會使用4個時鐘周期自動順序的完成以下任務：

? 清零狀態寄存器SREG中的全局中斷允許標志位 I ，禁止響應其他中斷。

? 將被響應中斷的標志位清零（這個只是部分中斷有此操作）。

? 將中斷斷點的地址（即當前程序計數器PC的值）壓入堆棧，并將SP寄存器中的堆棧指針減二。

? 自動將相應的中斷向量地址壓入程序計數器PC，即強行轉入執行中斷入口地址處的指令。

中斷響應過程全部由硬件自己實現，不需要用戶干預。

2）、中斷返回的過程

AVR一旦執行中斷返回RETI指令，MCU便開始了中斷返回的過程。AVR在中斷返回過程中，使用4個時鐘周期自動按順序完成以下任務：

? 從棧頂彈出2個字節的數據，將這兩個數據壓入程序計數器PC中，并將SP寄存器中的堆棧指針加2。

? 置位狀態寄存器SREG中的全局中斷允許標志位I，允許響應其他中斷。

中斷返回后，會檢測中斷標志，如果存在其他被掛起的中斷，則AVR在中斷返回后還需執行一條指令，被掛起的中斷才會得到響應。

3）、中斷現場的保護

AVR的中斷響應和返回過程主要都是由硬件自動完成的，而在整個過程中用戶程序的作用在于：

? 中斷入口處的指令。用于指引MCU轉移到中斷服務程序。

? 中斷服務程序。完成中斷服務的功能。

? 中斷返回指令。指引MCU從中斷服務程序中返回。

中斷服務程序編寫：（三個框架）中斷向量區部分、主程序部分和中斷服務程序部分。

1）、中斷向量區部分

缺省情況下，AVR的中斷向量區在Flash程序存儲器的最低端。最開始的0x0000是不可屏蔽的復位上電的中斷向量，此處有一條轉移到主程序開始處的跳轉指令。

2）、主程序部分

單片機主程序的開始階段通常要對整個系統已經芯片本身進行初始化設置，然后才能進入正常的工作流程中。分為：堆棧指針的初始化、中斷源設置、開放全局中斷、各中斷源相應的中斷允許設置。

3）、中斷服務程序

由于在中斷向量處通常放置一條轉移指令，用于再次跳轉到中斷服務程序的開始處，所以中斷服務程序可以放置在FLASH空間的任何地方。

除了一些必須在中斷中完成的工作外，對于那些不需要馬上處理的工作，如鍵盤處理、掃描顯示等應該放在主程序中完成，也就是說，中斷服務程序應盡可能的短。中斷服務程序短，不是程序指令少，而是執行一次中斷服務程序所需要的時間短。盡量減少中斷服務程序的執行時間有以下優點：

▋可以不必采用中斷嵌套技術。AVR的硬件不支持自動的中斷嵌套處理，因此中斷執行時間短的話能夠盡快的響應其他被掛起的中斷，提供系統總體的實時響應速度。

▋能夠防止丟失周期性中斷或其它短時中斷。列如，當系統有一個1ms產生一次的周期型中斷源，你的中斷服務程序就必須在1ms完成，否則將會造成下一個中斷的“丟失”。