io端口与中断
单片机io中断优先级
单片机io中断优先级单片机IO中断优先级是指当多个IO引脚同时发生中断时，系统中断服务程序选择哪个IO中断进行处理的顺序。
这种优先级决定了系统对IO事件的处理顺序，可以根据实际需求进行定制，从而提高系统的响应能力和效率。
要理解单片机IO中断优先级，我们首先需要了解中断的概念。
中断是指外部事件或内部事件触发时，CPU暂停当前任务，转而执行相应的中断服务程序。
在单片机中，常见的中断源有定时器中断、外部中断和IO中断等。
相比于定时器中断和外部中断，IO中断优先级更加特殊和重要。
因为IO中断直接与外界设备的交互相关，如按键的触发、传感器的信号等。
如果对IO中断的优先级设置不当，可能会导致系统对重要事件的响应不及时，进而影响系统的正常运行。
在一般的单片机中，IO引脚的中断优先级是通过中断向量表来进行设置和实现的。
中断向量表是CPU内部的一个重要的数据结构，用来存放不同中断向量（中断源）对应的中断服务程序的入口地址。
当一个中断发生时，CPU会根据中断号在中断向量表中查找对应的中断服务程序，并跳转执行。
对于单片机IO中断优先级的设置，可以通过修改中断向量表中各中断源对应的中断服务程序的顺序来实现。
具体来说，中断向量表中靠前的中断服务程序的优先级较高，优先级越低的中断服务程序放置在向量表的后面。
这样，在系统发生多个IO中断时，CPU会按照中断向量表的顺序选择优先级最高的中断服务程序进行处理。
在实际应用中，我们可以根据不同IO事件的紧急程度和重要程度，合理设置IO中断的优先级。
比如，对于一些重要的外设设备，如监控系统中的报警信号，我们可以将其对应的IO中断服务程序的优先级设置为最高，以保证系统能够及时响应。
而对于一些普通的IO事件，如按键的触发，我们可以将其对应的中断服务程序的优先级设置为较低，以避免对系统的正常运行造成过多的干扰。
总之，单片机IO中断优先级的设置在系统性能和实时性方面起着重要的作用，我们需要根据实际需求和场景，合理地设置和调整IO中断优先级。
io口中断原理
IO口中断原理1. 引言在计算机系统中，IO（Input/Output）口是计算机与外部设备进行数据交换的接口。
当外部设备需要向计算机发送数据或者接收计算机发送的数据时，可以通过IO口来实现。
为了能够及时地响应外部设备的请求，避免长时间的等待，计算机系统引入了IO口中断机制。
本文将详细解释与IO口中断原理相关的基本原理。
2. 中断概述中断是指在程序执行过程中，由于某种事件发生而打断正常的程序执行流程，转而去执行相应的处理程序。
在计算机系统中，有多种类型的中断，包括硬件中断和软件中断。
其中，硬件中断又分为外部中断和内部中断。
IO口中断属于外部硬件中断。
3. IO口中断原理3.1 IO控制器在计算机系统中，IO控制器负责管理各个外部设备，并与CPU进行数据交换。
每个IO控制器都有一个或多个IO口用于与外部设备连接。
当外部设备需要与CPU通信时，可以通过IO控制器来实现。
3.2 中断请求信号当外部设备需要向CPU发送数据时，会向对应的IO口发送一个中断请求信号，通知CPU有数据需要处理。
这个中断请求信号可以是电平触发的，也可以是边沿触发的。
3.3 中断控制器为了能够处理多个外部设备的中断请求，计算机系统通常会引入中断控制器。
中断控制器负责管理各个IO口的中断请求，并将其转发给CPU。
它可以根据优先级对中断请求进行排序，确保高优先级的请求先被处理。
3.4 中断向量表在接收到中断请求后，CPU需要知道要执行哪个处理程序来处理该中断。
为此，计算机系统通常会维护一个中断向量表（Interrupt Vector Table），其中存储了每个中断对应的处理程序入口地址。
当CPU接收到一个中断时，会根据该中断的编号在中断向量表中查找对应的入口地址，并跳转到该地址执行相应的处理程序。
3.5 中断服务程序每个外部设备都有一个对应的中断服务程序（Interrupt Service Routine），用于处理该设备产生的中断。
io口中断原理
io口中断原理一、io口中断的定义和作用IO口中断，指的是在计算机系统中，外部设备通过输入输出接口（IO接口）向处理器发出中断请求，处理器在接收到请求后，立即暂停当前任务，转而处理外部设备的中断请求。
这种方式使得外部设备能够及时得到处理，提高了系统的响应速度和效率。
二、io口中断的工作原理io口中断的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1.外部设备通过IO接口向处理器发送中断请求信号。
2.处理器接收到中断请求信号后，进行中断响应，保存当前任务的状态，转入中断处理程序。
3.处理器执行中断处理程序，对中断请求进行处理。
4.处理完中断请求后，处理器恢复之前保存的任务状态，继续执行原任务。
三、io口中断的应用场景io口中断广泛应用于各类实时操作系统和嵌入式系统中，如：1.硬盘读写：当硬盘读写完毕或发生错误时，通过io口中断通知处理器进行相应处理。
2.网络数据接收与发送：在网络通信过程中，当数据到达或发送完毕时，通过io口中断通知处理器进行处理。
3.串口通信：在串口通信过程中，当数据接收或发送完毕时，通过io口中断通知处理器进行处理。
四、如何使用io口中断提高系统性能1.合理配置中断优先级：根据外部设备的重要性和实时性要求，合理设置中断优先级，确保关键设备得到优先处理。
2.优化中断处理程序：编写高效、简洁的中断处理程序，减少中断处理时间。
3.避免中断嵌套：在中断处理过程中，尽量避免产生新的中断请求，以减少中断处理的时间复杂度。
五、总结与展望io口中断作为计算机系统中的一种重要机制，对于提高系统性能和响应速度具有重要意义。
通过合理配置和优化io口中断，可以有效提升系统的实时性和稳定性。
freescale S12 IO和中断
MC9S12XS128中断模块S12微控制器的中断源：特殊中断源、外部中断源、端口中断源、定时中断源、通信中断源、A/D中断源等。
中断过程①外部或内部中断源提出中断请求，如果存在中断标志位，则硬件置相应中断标志位。
②如果开放了CPU对相应中断源的中断请求的响应，CPU将暂停当前程序段的执行，I清0，即关中断，将断点地址与相关寄存器的值压入堆栈保护起来。
③跳转到中断入口地址执行指令，进而执行中断服务程序。
中断服务程序中清标志位。
④将压入堆栈的数据放回相关寄存器，断点地址放回PC。
⑤返回暂停的程序段继续执行。
1、不可屏蔽中断XIRQ中断入口地址：$fff4、$fff5。
C语言中断号：5。
（1）中断允许位X将CCR中的X位清0，就开放了CPU对XIRQ中断请求的响应。
C语言程序中，使用如下指令可开放XIRQ的中断：ASM LDAA #$10;ASM TAP;（2）中断请求信号低电平有效。
（3）实验①实验要求在main()中顺序点亮8支发光管，每次点亮1支。
在XIRQ的中断服务程序中反向点亮8支发光管，每次点亮2支。
②电路连接发光管由A口驱动；将E口与B口连接，由PB0为XIRQ提供中断请求信号。
2、可屏蔽中断IRQ中断入口地址：$fff2、$fff3。
C语言中断号：6。
（1）中断允许总控制位I将CCR中的I位清0，就开放了CPU对可屏蔽中断源的中断请求的响应。
（2）IRQ控制寄存器IRQCR程序中，IRQCR使用符号INTCR代替。
①IRQ中断触发方式选择位IRQE当IRQE=1时，IRQ引脚下降沿触发中断。
当IRQE=0时，IRQ引脚低电平沿触发中断。
②IRQ中断允许控制位IRQEN当IRQEN=1时，IRQ引脚与中断逻辑连接，IRQ中断允许。
当IRQEN=0时，IRQ引脚与中断逻辑断开，IRQ中断禁止。
（3）实验①实验要求在main()中顺序点亮8支发光管，每次点亮1支。
在IRQ的中断服务程序中反向点亮8支发光管，每次点亮2支。
第五章GPIO和中断
例如：实现下列LED的闪烁程序
#include "stm32f10x.h“
#define LED_ALL GPIO_Pin_0| GPIO_Pin_1| GPIO_Pin_2| GPIO_Pin_3| GPIO_Pin_4
int main(void) { unsigned char j=0; chLsd=0xFE; //打开相应外设的时钟：GPIOA RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);
GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器允许 对任何GPIO寄存器的读/更改的独立访问
端口位配置表
I/O端口位的基本结构
输入浮空/上拉/下拉配置
输出配置
复用功能配置
复用功能
对于复用的输入功能，端口必须配置成输入模 式(浮空、上拉或下拉)且输入引脚必须由外部 驱动
对于复用输出功能，端口必须配置成复用功能 输出模式(推挽或开漏)。
函数GPIO_ReadOutputData
读出C口的数据
ReadValue = GPIO_ReadOutputData(GPIOC);
函数GPIO_PinLockConfig
锁定A口的0和1管脚
GPIO_PinLockConfig(GPIOA, GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1);
GPIO编程实现步骤
1启动外设模块 2设定管脚控制模式 3对GPIO寄存器进行操作
例如：实现下列LED的闪烁程序
#include "stm32f10x.h" int main(void) {
//打开相应外设的时钟：GPIOB RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE); //初始化GPIOB，用于驱动LED GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//最高输出速度为50MHz GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); while (1) {
计算机组成原理IO接口的组成
IO接口的组成：数据缓冲寄存器，状态寄存器，命令寄存器，端口地址译码，接口控制逻辑，中断逻辑接口的主要功能：（1）地址识别与设备选择（2）接收、保存CPU的I/O控制命令（3）反映外设的工作状态（4）信号转换（5）数据格式、码制的转换与数据检错/纠错（6）传送数据（7）中断IO接口的基本组成图：p301 图9-1 ppt 21页端口的种类：数据端口，命令端口，状态端口端口的编址方式及其优缺点：p302程序查询方式的接口电路：（不一定考，但是见过这样的考试题目）程序查询方式的流程：中断（重中之重）中断的定义（背）：计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机会停止现行程序的运行转向对这些异常情况或特殊请求进行处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处继续执行凡是向CPU提出中断请求的各种因素，统称为中断源。
在每条指令执行结束时，CPU去执行中断服务程序外设向CPU发出中断申请的时间是随机的，在任何一个时刻只能为一个中断源的请求提供服务，实现中断的软/硬件，总称为中断系统中断的处理过程中断请求中断判优中断响应中断服务中断返回中断隐指令：在中断响应时候执行，主要功能：中断隐指令的功能：发出中断响应信号将程序断点（当前PC值）和标志位寄存器FR压入堆栈，关中断（清EINT为0），将中断处理程序的首地址送入PC。
在中断处理过程中，中断服务程序的处理流程是：保护现场、中断服务和恢复现场。
（p305）单重中断和多重中断的中断处理流程图p305 图9-4单重中断和多重中断的定义;（考试易出简答题）单：CPU执行中断服务程序时，不响应新的中断请求即不允许中断现行的中断服务程序。
多：在处理中断的过程中，有新的，优先级更高的中断请求到来，此时CPU暂停现行的中断服务，允许级别更高的中断源中断现行的中断服务程序形成中断入口地址的方法可分为：软件查询法和硬件向量法。
软件查询法：软件查询法是用一个中断管理程序，按照优先级由高到低的顺序，依次查询每一个中断源是否有中断请求。
外部中断NMI中断
查询式输出程序段
输 出 的 数 据 是 8 位 或 16 位 ， 而 读 入 的 状 态 位 是 1 位 ， 设 状 态 口 的 地 址 为
PORT_S2 ， 输 出 数 据 口 的 地 址 为 PORT_OUT ， 传 送 数 据 的 总 字 节 数 为
COUNT_2，输出的数据放在2000H开始的一段存储区中。
19
DMA方式原理方框图
DB
HOLD CPU
HLDA
请求 响应
DMAC
AB
MEM
I/O
20
6.3 中断技术
6.3.1 中断概述 6.3.2 中断的处理过程（略） 6.3.3 8086/8088的中断
6.3.1 中断概念
中断源：引起中断的事件，或能够发出中断请求信号的外设 中断类型号：处理器对各类中断的中断源进行的统一编号N， N的取值范围是0，也就是 中断服务程序的第一条指令的地址在存储器中的存放位置。 中断优先级：在系统中多个中断源可能同时提出中断请求时， 需要按中断的轻重缓急给每个中断源指定一个优先级别 中断屏蔽：当中断源申请中断时，CPU可以由软件设置，使 之不能响应。称为中断屏蔽。
I/O空间是64K个字节端口（或32K个字端口）
8
6.2 CPU与外设之间的数据传送方式
6.2.1 无条件方式 6.2.2 查询方式 6.2.3 中断方式 6.2.4 DMA方式
程序控制方式
6.2.1 无条件传送方式
➢ 是最简单的I/O控制方式，CPU可以随时根据需要，无条件地 读写I/O端口。
IRQ0 IRQ1 IRQ2 IRQ3 IRQ4 IRQ5 IRQ6 IRQ7
8086/8088中断源
外部中断
NMI 中 断 ： 上 升 沿 触 发 、 中 断 类 型 号 2 、 即 中 断 入 口 地 址 在
io口中断原理(一)
io口中断原理(一)IO口中断原理什么是IO口中断？IO口中断是指在IO操作过程中，当有特定的事件发生时，通过引发中断，来通知CPU进行相应的处理。
为什么需要IO口中断？在单片机或者嵌入式系统中，IO设备的操作是耗时的，如果不使用中断方式，CPU将不得不等待IO操作完成再去处理其他任务，这样会造成CPU的大量闲置时间，降低系统的效率。
IO口中断的实现原理IO口中断的实现原理可分为以下几个步骤：1.IO设备的初始化：首先需要对IO设备进行初始化，包括设置设备所处的工作模式、配置中断触发条件等。
2.中断请求信号的产生：当特定的事件发生时（如按钮按下、数据接收完毕等），IO设备会产生一个中断请求信号（IRQ）。
3.中断控制器的检测：中断控制器会定期检测是否有IO设备产生中断请求信号。
4.中断服务程序的执行：当中断控制器检测到中断请求信号时，会通知CPU执行对应的中断服务程序。
5.中断服务程序的处理：CPU执行中断服务程序，这里面包括保存当前程序现场、处理中断请求、清除中断标志等操作。
6.中断服务程序的返回：中断服务程序执行完毕后，CPU会返回到原先的程序继续执行。
IO口中断的应用IO口中断广泛应用于各种嵌入式系统中，特别是需要与外部设备进行实时交互的系统，如工控系统、智能家居等。
下面是一些常见的应用场景：•按键中断：通过IO口中断可以实现按键的实时响应，无需通过轮询扫描的方式，提高了按键的灵敏度和响应速度。
•串口中断：通过IO口中断可以实现串口数据的接收和发送中断，使系统可以在接收到数据时立即进行处理或者在发送完数据后进行其他操作。
•外部设备中断：比如连接外部传感器的IO口，当传感器检测到特定事件时，会引发中断请求，系统可以立即采取相应的措施。
总结IO口中断是一种重要的实时处理方式，通过中断请求的产生和中断服务程序的执行，可以实现对IO设备事件的实时响应。
在嵌入式系统中广泛应用，提高了系统的效率和响应速度。
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I/O端口基本知识
(2010-03-06 09:20:50)
转载
1．什么是I/O端口? CPU使用什么指令与外设进行数据交换?
答：CPU与I/O设备通过硬件接口或控制器相连接，这些接口或控制器都有数量不等的端口，这些端口有统一的地址编码，CPU通过这些端口使用输入输出指令IN、OUT与外设进行数据交换。
2．CPU为什么不能用MOV指令进行I/O数据传输？
答：在80x86微机系统中，I/O端口编址在一个独立的地址空间中，它和存储器是完全分离的。
因此，对于存储器的存取操作使用MOV指令，而与端口进行信息交换的操作使用专门的I/O指令，二者不能混淆。
3．使用查询方式进行输入输出的优缺点是什么?
答：使用查询方式编程可直接在端口级上输入输出信息，数据的传送速度和吞吐量比较高，另外在控制多个设备的I/O时，可在程序中安排它们的优先级，最先查询的设备，其工作的优先级也最高。
修改程序中的查询次序，实际上也就修改了设备的优先级，这样以最简便的方法实现了对设备优先级的控制。
查询方式的缺点主要是在查询过程中，要反复的查询等待，浪费了CPU原本可执行大量指令的时间，而且由询问转向相应的处理程序的时间较长，尤其在设备比较多的情况下。
4．什么是中断?
答：计算机在执行程序过程中，遇到需要处理的事件时，暂停当前正在运行的程序，转去执行有关的服务程序，处理完后自动返回原程序，这个过程称为中断（interrupt）。
中断在现代计算机系统中是一种非常重要的技术，输入输出设备和主机交换数据、分时操作、实时系统、多处理机系统、计算机网络和分布式计算机系统都要用到这种技术。
5．中断分为几类?
答：中断可分为内中断和外中断。
内中断是由计算机内部原因引起的中断，内中断又称为软中断，它通常由三种情况引起：
(1) 由中断指令INT引起；
(2) 由于CPU的某些错误而引起，如溢出中断、除法错中断等；
(3) 为调试程序（DEBUG）设置的中断，如单步中断、断点中断；外中断指由外部事件引起的中断，又称为硬中断。
硬件中断主要有两种来源：
(1) 非屏蔽中断（NMI），如电源故障中断、实时钟中断等。
(2) 可屏蔽中断，一般是由于各种外部设备请求CPU提供服务所引起的中断。
6．什么是中断类型？
答：80x86中断系统能处理256种中断，每种中断都安排一个编号，称之为中断类型。
256种中断类型号排列为00~0FFH。
7．中断向量表的作用是什么?
答：为了提高响应中断的速度，通常把所有中断处理程序的入口地址（或称为中断向量）汇集在中断向量表中，当CPU响应中断时，根据中断源的中断类型号，直接从中断向量表中得到相应的入口地址，并从该地址开始执行中断处理程序。
8．中断向量表一般安排在存储器的什么位置?
答：存储器最低的1K字节，地址从00000 ~ 03FFH存放中断向量。
中断向量表中的256项中断向量对应256种中断类型，每项占用四个字节，其中两个字节存放中断处理程序的段地址（16位），另两个字节存放偏移地址（16位）。
9．某外设能否得到CPU的中断服务取决于什么控制条件？
答：从外设发出中断请求到CPU响应中断，有两个控制条件是起决定性作用的：
(1) 该外设的中断请求是否被屏蔽，这个条件由8259A的中断屏蔽寄存器（端口地址为21H）控制；
(2) CPU是否允许响应中断，这由标志寄存器（FLAG）中的中断允许位IF控制。
但CPU 不能禁止非屏蔽中断，对于非屏蔽中断CPU总会响应。
10．什么是开中断和关中断？如何控制开中断和关中断？
答：允许CPU响应外设的中断请求叫做开中断，此时IF=1；不允许CPU响应外设的中断请求叫做关中断，此时IF=0。
有两条指令能控制开、关中断：STI 开中断（IF=1）CLI 关中断（IF=0）
11．CPU响应中断的过程是怎样的?
答：（1）取中断类型号N
（2）寄存器（FLAG）内容入栈
（3）当前代码段寄存器（CS）内容入栈
（4）当前指令计数器（IP）内容入栈
（5）禁止硬件中断和单步中断(IF=0, TF=0)
（6）从中断向量表中取4?N的字节内容送IP，取4?N+2中的字节内容送CS
（7）转中断处理程序
12．为什么产生中断后，要清除IF和TF位？
答：在中断发生时，CPU自动清除了IF位和TF位，这样设计的目的是使CPU转入中断处理程序后，不允许再产生新的中断，包括单步执行。
如果在执行中断处理程序的过程中，还允许外部的中断，可通过STI指令再把IF置为1。
13．当多个中断源同时向CPU请求中断时，CPU应如何处理？
答：各种中断源事先安排有中断优先级，当多个中断源同时申请中断时，CPU先比较他们的优先级，,然后从优先级高到优先级低的次序来依次处理各个中断源的中断请求。
14．在中断处理程序中，如何发出EOI命令？
答：EOI命令即中断结束命令，用两条指令完成：MOV AL，20H ；EOI位为1的命令码OUT 20H，AL ；命令码送中断命令寄存器（端口地址为20H）
15．中断程序的编写方法是什么？
答：在主程序中要为中断做如下准备工作：
（1）设置中断向量（使用INT 21H的25H功能）
（2）设置中断设备的屏蔽位（I/O端口21H）
（3）开中断（STI）
中断处理程序的编写步骤：
（1）保存工作寄存器的内容
（2）如允许中断嵌套，则开中断（STI）
（3）中断处理功能
（4）关中断(CLI)
（5）送中断结束命令（EOI）给中断命令寄存器（I/O端口20H）
（6）恢复工作寄存器内容
（7）返回被中断的程序（RET）
16．什么是中断嵌套？处理中断嵌套时应注意什么？
答：中断嵌套是指正在运行的中断处理程序，又被其它中断源中断的情况。
一个正在执行的中断处理程序，在开中断（IF=1）的情况下，能被优先级高于它的中断源中断，但如果要被同级或低级的中断源中断，则必须发出EOI命令，清除正在执行的中断请求，才能响应同级或低级的中断。
80X86没有规定中断嵌套的深度（中断程序又被中断的层次），但在实际使用时，多重的中断嵌套要受到堆栈容量的限制，所以在编写中断程序时，一定要考虑有足够的堆栈单元来保存多次中断的断点及各寄存器的内容。
17．什么情况下中断处理子程序需要结束中断(EOI)? 结束中断指令起什么作用?
答：在外中断处理程序之中或在结束之前，发出中断结束命令EOI能清除当前正在处理的中断请求，以便能够在该处理程序的过程中或结束之后，再响应同级或低级的中断。
18．系统提供的INT 1CH的中断处理程序是怎样的？为什么？
答：系统提供的INT 1CH的中断处理程序中只有一条指令：IRET。
实际上这是系统为用户设置的一个中断类型号，用户可以用自己设计的中断处理代码来代替原1CH程序。
如果用户有某种定时周期性的工作需要完成，就可以利用系统定时器的中断间隔（约每秒中断18.2次），嵌套调用1CH的中断处理程序，并用计数的方法控制时间周期。
如，需要10秒钟的周期，则将计数值设置为182。
定时器中断程序每调用一次INT 1CH，计数值减1，当计数值为0时，说明已到10秒。