也許你沒(méi)有注意到，當(dāng)你每一次敲擊鍵盤或點(diǎn)擊鼠標(biāo)的時(shí)候，電腦主板上的CPU都會(huì)觸發(fā)一個(gè)中斷來(lái)處理你的請(qǐng)求。中斷（Interrupt），是微型計(jì)算機(jī)能夠處理紛繁復(fù)雜的信號(hào)，以“事件”的方式來(lái)執(zhí)行任務(wù)的基礎(chǔ)。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的PLC其本質(zhì)是單片機(jī)（MCU），同樣具有中斷處理的能力。今天這篇文章，我們就以西門子的S7 系列PLC為例，來(lái)談?wù)凱LC的中斷管理機(jī)制。

說(shuō)了半天，什么是“中斷”呢？（注意，這里有個(gè)概念），所謂中斷（英文名稱：interrupt），是指CPU（PLC）停止當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行其它任務(wù)的過(guò)程。CPU本來(lái)手頭上是有活在干的，由于一個(gè)請(qǐng)求（中斷請(qǐng)求），它放下了手中的活，來(lái)處理這個(gè)請(qǐng)求（中斷處理），這個(gè)過(guò)程，稱為“中斷”。打個(gè)比方，比如當(dāng)我正在跟同事吹呼我多能喝的時(shí)候，我老婆來(lái)電話了。你說(shuō)我接還是不接？（不接的后果你懂得）我肯定乖乖的接起電話“喂，親愛(ài)噠。。。”。

不許笑，這是一個(gè)典型的中斷過(guò)程：當(dāng)中斷請(qǐng)求（老婆來(lái)電話）產(chǎn)生后，CPU先把當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)的寄存器的數(shù)據(jù)保存到中斷堆棧中（保存現(xiàn)場(chǎng)，我暫停與同事的聊天并記住話題說(shuō)到哪里）；然后跳轉(zhuǎn)到中斷處理函數(shù)的入口開(kāi)始執(zhí)行中斷處理函數(shù)（接聽(tīng)電話）；處理完畢后，返回到原來(lái)的函數(shù)，從堆棧中取出原來(lái)保存的數(shù)據(jù)，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序（中斷現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)，繼續(xù)原來(lái)的聊天話題）。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，中斷過(guò)程包括：中斷請(qǐng)求—保存現(xiàn)場(chǎng)—處理中斷—恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。其中“保存現(xiàn)場(chǎng)”和“恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)”的工作由操作系統(tǒng)完成，我們只需要集中精力來(lái)完成“中斷處理”的工作就可以了。

在西門子S7 系列PLC中，根據(jù)中斷類型的不同，可以分為：日期時(shí)間中斷（Time-of-date interrupt），延時(shí)中斷（Time-delay-interrupt），循環(huán)中斷（Cyclic interrupt），硬件中斷（Hardware interrupt），異步錯(cuò)誤中斷（Asynchronous error interrupt），同步錯(cuò)誤中斷（Synchronous error interrupt）。下圖是CPU317硬件組態(tài)中顯示的可組態(tài)修改的中斷類型：

我們以日期時(shí)間中斷（Time-of-day interrupt）為例：其“執(zhí)行（Excution）”可以選擇“一次（Once）”，“每分鐘（every minute）”，“每小時(shí)（Hourly）”等等，選好執(zhí)行方式，并勾選前面的“激活（Active）”選項(xiàng)，下載到PLC后就可以激活該中斷功能。如下圖：

中斷功能激活后，PLC又是怎樣來(lái)處理該中斷的呢？

S7 的PLC通過(guò)特定的組織塊（Organization Block，OB）來(lái)執(zhí)行“中斷處理”的任務(wù)。比如上圖中的OB 10就是來(lái)處理日期時(shí)間中斷的組織塊。當(dāng)中斷發(fā)生后，操作系統(tǒng)（PLC都有操作系統(tǒng)的，我們用Step7寫(xiě)的程序都是用戶程序）會(huì)調(diào)用OB10并執(zhí)行里面的代碼（用戶程序）。

比如說(shuō)，我們想完成一個(gè)“每天晚上7點(diǎn)給爸媽打電話”的任務(wù)，你可以在“執(zhí)行（Excution）”中選擇“每天（Daily）”，在“起始時(shí)間（Start time）”里設(shè)定成“2017-2-24 19:00”，如下圖：

然后添加“組織塊OB10”，在里面寫(xiě)“給爸媽打電話”（注意這里是偽代碼哦）。

這樣每天晚上7點(diǎn)，就會(huì)觸發(fā)一個(gè)日期時(shí)間中斷（Time-of-day interrupt），然后CPU就會(huì)去執(zhí)行OB10里面的代碼，提示你給爸媽打電話（有空常回家看看，沒(méi)空多打個(gè)電話）。

關(guān)于延時(shí)中斷，循環(huán)中斷等，其執(zhí)行機(jī)制是一樣的（使用方法有所不同，本文著重介紹中斷機(jī)制，方法后續(xù)介紹）。

中斷機(jī)制的使用節(jié)省了PLC的運(yùn)行資源，提高了運(yùn)行的效率。為啥這樣說(shuō)呢？我們知道，無(wú)論是PLC還是單片機(jī)，其程序都有一個(gè)入口函數(shù)（主函數(shù)），其中的代碼是從上到下，從左到右順序執(zhí)行的。如果沒(méi)有中斷，我們要想知道某個(gè)事件有沒(méi)有發(fā)生，就只能不斷的去查詢?cè)撌录臓顟B(tài)。這些空循環(huán)的代碼會(huì)耗費(fèi)CPU寶貴的運(yùn)行時(shí)間，降低程序的運(yùn)行效率。有了中斷機(jī)制后，CPU可以集中精力處理別的任務(wù)，只需在中斷發(fā)生后，進(jìn)行中斷處理即可，這在很大程度上提高了運(yùn)行的效率。

打個(gè)比方，你想看看這個(gè)月的工資發(fā)了沒(méi)有？如果你每天都去柜臺(tái)查詢的話會(huì)很累是不是？當(dāng)你啟用中斷機(jī)制，開(kāi)通短信通知功能，發(fā)工資后自然就會(huì)收到短信通知（中斷請(qǐng)求）。你一看短信：“您尾號(hào)8888的儲(chǔ)蓄卡12時(shí)7分8秒收到工資12218.6元，賬戶余額12220.6元”。哈哈，好高興呀。過(guò)了一會(huì)兒，又收到一條短信：“您尾號(hào)8888的儲(chǔ)蓄卡12時(shí)10分3秒轉(zhuǎn)賬支出人民幣12000.0到你老婆的賬戶，賬戶余額220.6元”。“額，此處省略一百個(gè)字。。。”。