《中断与时钟机制》PPT课件
第3章 μCOS-II的中断和时钟

cpu_sr = get_processor_psw();
disable_interrupts(); /* 处理临界代码*/ set_processor_psw(cpu_sr);
}
3.2 uC/OS-II的时钟
• 任何操作系统都要提供一个周期性的信号源,以供系统处理诸如 延时、超时等与时间有关的事件,这个周期性的信号源叫做时钟。 • 与大多数计算机系统一样,用硬件定时器产生一个周期为毫秒级 的周期性中断来实现系统时钟。最小的时钟单位就是两次中断之 间间隔的时间,这个最小时钟单位叫做时钟节拍。 • 硬件定时器以时钟节拍为周期定时的产生中断,该中断的中断服 务程序叫做OSTickISR(),中断服务程序通过调用函数 OSTimeTick()来完成系统在每个时钟节拍时需要做的工作。
为记录中断嵌套的层数 , μ C/OS-II内核定义 了一个全局变量 OSIntNesting。
NO
}
OSIntNesting++; } }
NO
任务是被中断的任务?
返回中断服务程序
if(OSIntNesting > 0){
NO 获得任务TCB的指针
OSIntNesting--;
执行中断级任务切换
这个函数在中断嵌套层数 计数器为0、调度器未被锁 定且从任务就绪表中查找 到的最高级就绪任务又不 是被中断的任务的条件下 将要进行任务切换,否则 就返回被中断的任务程序
C/OS节拍率最好选在10→100次/秒。 必须在多任务系统启动OSStart()以后,再开启时钟节拍器。
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3.2.1 时钟节拍中断服务子程序
程序清单 : 时钟节拍中断服务子程序的示意代码
void OSTickISR(void) { 保存CPU寄存器; 调用OSIntEnter(); if(OSIntNesting == 1) { OSTCBCur -> OSTCBStkPtr = SP; } 调用OSTimeTick(); 清除中断; 开中断; 调用OSIntExit(); 恢复CPU寄存器; 执行中断返回指令; } // 记录中断嵌套层数
时钟的中断机制

时钟的中断机制时钟的中断机制时钟是计算机系统中非常重要的一个组成部分,它负责计算时间并且产生中断信号,使得CPU能够及时地响应外部事件。
在本文中,我们将会详细介绍时钟的中断机制。
一、什么是中断?在计算机系统中,CPU需要不停地执行指令。
当CPU执行某个指令时,如果发生了外部事件(比如IO操作完成、定时器到期等),那么CPU需要立即停止当前的工作,转而去处理这个事件。
这种情况下,我们就需要使用到“中断”。
所谓“中断”,就是指当CPU正在执行某个任务时,突然发生了一个外部事件,并且这个事件需要优先处理。
为了能够及时地响应这个事件,CPU会暂停当前的工作,并跳转到一个特定的处理程序来处理这个事件。
当处理完毕后,CPU再返回到原来的任务上继续执行。
二、为什么需要时钟中断?在计算机系统中,我们经常需要进行定时操作。
比如说,在多任务操作系统中,每个进程都有自己的时间片,在时间片用完之后就要切换到下一个进程上去执行。
又比如说,在网络通信中,我们经常需要设置超时时间来避免长时间等待网络数据的情况。
为了实现这些定时操作,我们需要一个计时器来计算时间。
这个计时器需要不停地运行,并且在到达设定的时间点时产生中断信号,通知CPU去执行相应的操作。
这就是时钟中断的作用。
三、时钟中断的实现方式在现代计算机系统中,时钟中断通常是由硬件实现的。
具体来说,我们可以通过以下两种方式来实现时钟中断:1. 定时器芯片定时器芯片是一种专门用于产生定时中断信号的硬件设备。
它通常包含一个计数器和一个控制寄存器。
当计数器达到设定值时,就会产生一个中断信号,通知CPU去执行相应的操作。
2. CPU内部计数器另一种实现方式是使用CPU内部的计数器来产生定时中断信号。
具体来说,CPU会在每个时钟周期结束之后自动将计数器加1,并且检查是否达到了设定值。
如果达到了设定值,就会产生一个中断信号。
四、如何设置和处理时钟中断?在使用时钟中断之前,我们需要先进行一些设置工作。
单片机中断原理(共34张PPT)

3.
中断优先级越高, 则响应优先权就越高。当CPU正 在执行中断服务程序时, 又有中断优先级更高的中断申 请产生, 这时CPU就会暂停当前的中断服务转而处理高 级中断申请, 待高级中断处理程序完毕再返回原中断 程序断点处继续执行, 这一过程称为“中断嵌套”。
4. 中断响应的一般过程
(1) 在每条指令结束后, 系统都自动检测中断请 求信号, 如果有中断请求,且CPU处于开中断状 态下, 则响应中断。
• 采用了中断技术后的计算机, 可以解决 CPU与外设之间速度匹配的问题, 使计算 机可以及时处理系统中许多随机的参数 和信息, 同时, 它也提高了计算机处理故 障与应变的能力。
“中断”与“查询”相比: 执行效率↑ 实时性 ↑
2.
中断源是指在计算机系统中可以向 CPU发出中断请求的来源。 通常有I/O 设备、实时控制系统中的随机参数和信 息故障源等。
例如, 某软件中对寄存器IE、 IP设置如下: MOV IE, # 8FH MOV IP, # 06H
则此时该系统中:
· CPU中断允许; · 允许外部中断 0、 外部中断 1、 定时器 /计数器 0、 定时器 /计数器1提出的中断申请; · 允许中断源的中断优先次序为: 定时器 /计数器 0>外部中断 1>外部中断 0>定时器/计数器 1。
(5) 返回, 此时 CPU将推入到堆栈的断点地 址弹回到程序计数器, 从而使CPU继续执行刚 才被中断的程序。
5.2 MCS - 51中断系统
图5.1 MCS - 51中断系统结构框图
中断源
表 5.1 8051 中 断 源
中断标志(Flag)
IE0:外部中断0中断标志
TF0:定时器/计数器0中断标志 IE1:外部中断1中断标志
中断 上课课件

日常生活的中断
——你正在专心看书,突然电话铃响,于 是你记下正在看的书其中2个外部中断源,3个内部中断源: (P125)
➢ INT0:外部中断0,由引脚P3.2引入中断请求。只要在 P3.2引脚上出现低电平(0),这就告诉单片机,外部有中 断请求了,(电话响了)
2). 最低位EX0的作用
当EX0=1(SETB EX0)时,若此时单片机P3.2引脚 上出现中断信号时,单片机会中断主程序的执行,而 “飞”往中断服务子程序,执行完后通过中断返回指 令RETI自动返回主程序。即允许外部中断0中断。此 时,如果P3.2引脚上出现中断信号,程序会执行中断 程序,
但是,当EX0=0时,此时,即使P3.2引脚上出现中 断信号,程序也不会执行中断程序,而是依旧执行其 主程序。形象的说,此时中断信号被屏蔽了。
IT0(TCON.0),外部中断0( INT0 )触发方式控制
位。 当IT0=0(CLR IT0)时,为电平触发方式(低电平
有效),此时,当P3.2引脚出现低电平时,主程序被中 断,转向中断子程序执行。
当IT0=1(SETB IT0)时,为边沿触发方式(下降沿 有效)。 IE0(TCON.1),外部中断0中断请求标志位。
注意:51单片机复位后,IE寄存器中各 中断允许位均被清0,即禁止所有中断。
EX:要开放外部中断0和外部中断1,屏 蔽其他中断,则IE=?
使用指令如何表示?
MOV 或者 SETB
2.中断请求标志TCON寄存器
当有 中断源发出请求时,由硬件将该寄存器中的相应 位置1.在中断请求被相应前,相应中断标志位被锁存 在TCON中。
DSP原理与应用时钟中断看门狗PPT课件

外部引脚中断(XINT13) CPU定时器1(TI RTOS)
中断优先级和中断向量: INT14
CPU定时器2(TI RTOS)
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第4.2节TMS320F2833X 中断
中断向量表由3个标志位决定其映射关系: VMAP-1(ST1.3),M0M1MAP-1(ST1.11),ENPIE-
•第4.2节TMS320F2833X 中断
• 第4.3节TMS320F2833X 看门狗 • 习题
第12页/共48页
第4.2节TMS320F2833X 中断
中断: • 中断产生及处理流程 • 中断优先级和中断向量(Interrupt Priority
and Vectors) • 外部中断扩展控制器(Peripheral Interrupt
第4.3节TMS320F2833X 看门狗
看门狗的作用: 用于监视系统的运行,当程序运行混乱时(如进 入死循环或程序跑飞)完成系统复位。
看门狗的机理: 主要核心是一个定时器,当定时器时间到时复 位 正常运行程序过程中每次在看门狗的定时器时 间到之前重启看门狗定时器
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第4.3节TMS320F2833X 看门狗
• TMS320F2833X BOOT ROM
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DSP原理与应用
第四章:TMS320F2833X 系统功能和其他 功能
北京交通大学电气工程学院 夏明超
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感谢您的欣赏!
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WDFLAG: 0-未发生复位,1-发生复位
WDDIS: 0-禁止看门狗,1-使能看门狗
WDCHK2~0: 101
系统正常运行
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中断和时钟机制是Linux驱动重要的两项技术。使用这 些技术,可以帮助驱动程序更高效的完成任务。在写设备驱 动程序的过程中,为了使系统知道硬件在做什么,必须使用 中断。如果没有中断,设备几乎什么都不能做。本章将详细 讲解中断与时钟机制。
9.1 中断简述
本节对中断相关概念进行了简要的分析,并对中断进行 了分类。根据不同的中断类型,写中断驱动程序的方法也不 一样。下面将主要介绍中断的基本概念和常见分类。
9.1.1 中断的概念
中断是计算机中的一个十分重要的概念。如果没有中断 ,那么设备和程序就无法高效利用计算机的CPU资源。
1.什么是中断 2.中断在Linux中的实现
9.1.2 中断的宏观分类
在Linux操作系统中,中断的分类是非常复杂的。根据 不同的角度,可以将中断分为不同的类型。各种类型之间的 关系并非相互独立,往往是相互交叉的。从宏观上可以分为 两类,分别是硬中断和软中断。
当按键按下时,中断被触发,就会触发中断处理函数。该 函数主要功能是判断按键K1是否按下。
中断处理函数由isr_button()函数实现。该函数的参数由系 统调用该函数时传递过来。参数irq表示被触发的中断的中断号 。参数dev_id是为共享中断线而设立的,因为按键驱动不使用 共享中断,所以这里传进来的是NULL值。参数regs是一个寄 存器组的结构体指针。寄存器组保存了处理器进入中断代码之 前处理器的上下文。这些信息一般只在调试时使用,其他时候 很少使用。所以对于一般的驱动程序来说,该参数通常是没有 用的。
9.3.2 有寄存器设备和无寄存器设备
从设备的角度来看,设备可以分为有寄存器的设备和无寄 存器的设备。按键设备就是一种没有寄存器的设备。按键设备内 部没有寄存器并不能代表其没有相应的外部寄存器。为了节约成 本,外部寄存器常常被集成到了处理器芯片内部。这样,处理器 可以通过内部寄存器来控制外部设备的功能。所以目前的处理器 已经不在像是以前纯粹的处理器了,其更像一台简易的计算机。
9.1.4 同步和异步中断
从指令执行的角度,中断又可以分为同步中断和异步中 断。
1.同步中断 同步中断是指令执行的过程中由CPU控制的,CPU在 执行完一条指令后才发出中断。 2.异步中断 异步中断是由硬件设备随机产生的,产生中断时并不考 虑与处理器的时钟同步问题,及该类型的中断是可以随时产 生的。
9.2.2 中断控制器
中断控制器位于ARM处理器核心和中断源之间。外部 中断源将中断发到中断控制器。中断控制器根据优先级进行 判断,然后通过引脚将中断请求发送给ARM处理器核心。
9.2.3 中断处理过程
Linux处理中断的整个过程如图所示。
中断控制器
应答信号
ARM处理核心 INRT
数据总线
端口B 端口A
中 断
中断线
外设1
优
先
级 产
中断线 外设2
生
逻
中断线
辑
外设3
9.2.4 中断的安装与释放
当设备需要中断功能时,应该安装中断。如果驱动程序 员没有通过安装中断的方式通知Linux内核需要使用中断,那 么内核只会简单的应答并且足够多的关于中断的知识后,下面将介绍一个按 键驱动程序。该按键驱动程序当按键被按下时,打印按键按 下的提示信息。
free_irq()
函数调用 数据操作
函数 数据
9.4.2 初始化函数s3c2440_buttons_init()
初始化函数s3c2440_buttons_init()主要负责模块的初始 化工作。模块初始化主要包括设置中断触发方式,注册中断 号等。
9.4.3 中断处理函数isr_button()
作为一个驱动程序开发人员,要做的第一件事情,就是 要读懂电路图。在实际的项目开发过程中,硬件设计有时非 常复杂。这时驱动开发人员应该多和硬件开发人员沟通,掌 握足够多的硬件知识,以避免写出错误的驱动程序。
9.3.1 按键设备原理图
首先应该仔细看懂按键设备的原理图。作为一名驱 动开发人员这是最基本的素质。按键设备在实际项目中是 一种非常简单的设备,硬件原理图也非常简单。本实例的 原理图可以从mini2440开发板的官方网站免费下载( /)。
9.1.3 中断产生的位置分类
从中断产生的位置,可以将中断分为外部中断和内部中断。 1.外部中断 外部中断一般是指由计算机外设发出的中断请求,键盘中断、 打印机中断、定时器中断等。外部中断是可以通过编程方式给予屏 蔽的。 2.内部中断 内部中断是指因硬件出错(如突然掉电、奇偶校验错等)或运 算出错(除数为零、运算溢出、单步中断等)所引起的中断。内部 中断是不可屏蔽的中断。通常情况下,大多数内部中断都由Linux内 核进行了处理,所以驱动程序员往往不需要关心这些问题。
9.1.5 中断小结
以上三小节从不同的角度对Linux中的中断进行了分类,但 这不是严格的分类。例如,硬件中断可以是外部中断也可以是异 步中断,同时软件中断可以是内部中断也可以是同步中断,如图 所示。
可屏蔽中断
硬件中断
中 断
(外部中断 或异步中断) 不可屏蔽中断
的
分
类
异常
软件中断 (内部中断
或同步中断)
系统调用
9.2 中断的实现过程
中断的实现过程一个比较复杂的过程。其中涉及中断信 号线、中断控制器等概念。首先介绍中断信号线的概念。
9.2.1 中断信号线(IRQ)
中断信号线是对中断输入线和中断输出线的统称。中断输 入线是指接收中断信号的引脚。中断输出线是指发送中断信号 的引脚。每一个能够产生中断的外设都有一条或者多条中断输 出线(Interrput ReQquest,简称IRQ)。其用来通知处理器 产生中断。相应地,处理器也有一组中断输入线,用来接收连 接到它上的外部设备发出的中断信号。
9.3.3 按键设备相关端口寄存器
与按键K1相关的寄存器是端口G控制寄存器,如图所 示。按键K1连接到EINT8引脚,该引脚对应GPG0端口的第 0位。
端口G有三个控制寄存器,分别为GPGCON, GPGDAT和GPGUP。
9.4 按键中断实例程序分析
现在开始对按键设备程序进行分析。按键驱动程序由初 始化函数,退出函数,中断处理函数组成。
9.4.1 按键驱动程序组成
按键驱动程序初始化函数,退出函数,中断处理函数的 关系如图所示。
加载模块
初始化函数 s3c2440_buttons_init()
request_irq()
中断到来
中断处理函数 isr_button()
中断描述符数组 irq_desc
卸载模块
退出函数 s3c2440_buttons_exit()