中断和异常的区别
单片机的中断与异常处理方法
单片机的中断与异常处理方法在单片机的工作过程中，中断和异常处理是非常重要的概念和方法。
它们能够有效地提高单片机的响应能力和灵活性，使其能够应对各种不同的工作需求和问题。
本文将介绍单片机中断的概念、中断的种类以及针对不同中断的处理方法，同时也会探讨单片机异常处理的原理和方法。
一、中断的概念和种类中断是指在一个程序执行的过程中，由于某种特殊的事件发生，导致程序的正常执行被打断，转而去执行一个与当前任务无关的子程序，完成该事件的相应处理。
中断可以分为外部中断和内部中断两种。
1. 外部中断外部中断是指当单片机外部引脚的电平或信号发生变化时，引发中断事件，使单片机停止当前任务的执行，去处理由该外部事件引发的中断服务程序（ISR）。
外部中断常用于与外部设备的交互，如按键输入、传感器检测等。
在编程中，我们可以通过设置中断触发条件和编写相应的中断服务程序来实现对外部中断的处理。
2. 内部中断内部中断是指当单片机内部某个特定的事件发生时，由硬件或软件触发中断请求，并且将控制权交给中断服务程序进行相应的处理。
内部中断的发生可以是由于某个特定条件的满足，如定时器溢出中断、串口接收中断等；也可以是由软件的运行结果触发，如除法溢出中断、地址错误中断等。
不同的内部中断需要通过编程实现相应的中断服务程序。
二、中断的处理方法中断处理是指在中断发生时，单片机通过中断向量表找到相应的中断服务程序，并对中断事件进行处理的过程。
下面将介绍两种常用的中断处理方法。
1. 优先级中断处理优先级中断处理是指对多个中断源按照优先级进行划分和处理的方法。
在单片机的中断系统中，每个中断源都被赋予了一个优先级，高优先级的中断可以打断当前正在执行的低优先级中断，从而增加了中断的响应速度和灵活性。
优先级中断处理需要在编程时设置中断的优先级，并根据不同的中断事件编写相应的中断服务程序。
2. 嵌套中断处理嵌套中断处理是指当一个中断正在执行的过程中，又发生了另一个中断时，将当前中断挂起，转而处理新发生的中断，并在处理完毕后返回原中断继续执行的方法。
第9章-Cortex-M3异常和中断
第九章Cortex-M3异常和中断9.1Cortex-M3异常91C t M39.2NVIC与中断控制929.1.1 异常类型异常。
CM3支持为所有能打断正常执行流的事件都称为CM3支持为数众多的系统异常和外部中断。
异常是另一种形式的中断，它是由内部fault引起的，或者内核的SysTick、SVCall等。
而中断是由随机的外部事件引发的。
件引发的编号为1～15的对应系统异常；编号为16～255的对应外部中断。
除了个别异常的优先级被定死外，其它异常的优先级都是可编程的。
可编程的当前运行的异常编号，是由特殊寄存器IPSR或NVIC的中断控制状态寄存器来给出的。
断控制状态寄存器来给出的异常表异常号异常类型优先级描述0N/A N/A没有异常在运行1复位-3 (最高)复位2NMI-2 不可屏蔽中断(外部NMI 输入)3硬件fault-1各种fault情况4内存管理fault可编程内存管理fault；MPU 访问非法地址5总线fault可编程总线fault，比如预取终止6用法fault可编程由于程序fault或尝试访问协处理器导致的异常7-10保留N/A—11SVCall可编程系统服务调用12调试监视器可编程调试监视器(续)13保留N/A—14PendSV可编程可挂起系统设备申请15SysTick可编程系统时钟定时器16外部中断#0可编程外部中断17外部中断#1可编程外部中断…………255外部中断#239可编程外部中断当一个被使能的异常发生时，如果它不能够被立即执行，它将被挂起(pending)。
9.1.2 优先级定义在CM3中优先级对于异常来说很关键的它决定一个 在CM3中，优先级对于异常来说很关键的，它决定个异常是否能被屏蔽，以及在未被屏蔽的情况下何时可以响应。
应优先级的数值越小，则优先级越高。
CM3支持中断嵌套，使得高优先级异常会抢占(preempt)低优先级异常。
3个系统异常：复位、NMI以及硬fault有固定的优先级，并且它们的优先级号是负数，从而高于所有其它异常。
ARM异常与X86架构中断
2.ARM中，当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称 之为异常。中断包括在异常模式之内。
相同点：
1.ARM异常和X86中断一样，在执行时都会保护现场，在异常或中断 处理完之后会恢复现场，并且多个异常或中断会按照一定的优先级顺 序执行； 2.异常和中断的过程类似（请求、响应、处理、返回）； 3.异常和中断可类似得分为软件和硬件两方面； 4.两者都提高了CPU的工作效率，能实现实时处理和故障处理；
不同点：
1.ARM异常的原因是正在执行的程序的暂停，而X86中断是由异步的 外部事件引起的，前者范围比后者要宽泛； 2.中断可以被屏蔽，而异常需要得到及时响应和处理，通常不能被屏 蔽。
高二微机学考操作题知识点
高二微机学考操作题知识点一、基础知识点1. 二进制和十进制的转换方法：在微机学考操作题中，常常需要将二进制数转换成十进制数或相反。
二进制数转换为十进制数的方法是，将每一位的二进制数乘以2的n次方，再将结果相加即可得到十进制数。
十进制数转换为二进制数的方法是，将十进制数除以2，取余数，然后倒序排列所得的余数。
2. 位、字节与字的关系与计算：在微机学操作题中，要了解位、字节和字的概念以及它们之间的关系。
一个位表示一个二进制数，8个二进制位组成一个字节，而一个字由多个字节组成。
3. 存储器的地址与容量计算：在微机学考操作题中，会涉及到存储器的地址和容量计算。
存储器的地址是从0开始连续编号的，而容量的单位常用字节表示。
计算存储器容量的方法是，将存储器的字节数除以1024，即可得到以KB为单位的容量。
二、指令系统1. 指令的格式与寻址方式：在微机学考操作题中，指令的格式包括操作码、寻址方式和操作数。
操作码表示指令的类型，寻址方式决定了如何获取操作数。
常见的寻址方式有直接寻址、立即寻址、寄存器寻址和间接寻址。
2. 数据传送指令的使用与特点：数据传送指令用于将数据从一个地方传输到另一个地方。
在微机学操作题中，要了解不同数据传送指令的使用方法以及它们的特点。
常见的数据传送指令有MOV、LOAD和STORE等。
3. 算数和逻辑运算指令的使用与特点：算数和逻辑运算指令用于进行数值运算和逻辑运算。
在微机学操作题中，要了解不同算数和逻辑运算指令的使用方法以及它们的特点。
常见的算数和逻辑运算指令有ADD、SUB、AND和OR等。
三、微处理器1. CPU的工作原理与主要组成部分：在微机学考操作题中，要了解CPU的工作原理和主要组成部分。
CPU包括运算器、控制器和寄存器等组件，其中运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责解码和执行指令，寄存器用于存储数据和地址等。
2. 寄存器的种类及其作用：在微机学考操作题中，要了解不同类型的寄存器及其作用。
操作系统的中断处理与异常处理机制
操作系统的中断处理与异常处理机制在计算机系统中，操作系统是一个管理和协调系统资源的软件，中断处理和异常处理是操作系统的核心功能之一。
中断处理和异常处理机制使得操作系统能够及时响应硬件设备或软件程序的请求，并采取相应的措施进行处理，保证系统的稳定性和可靠性。
本文将详细介绍操作系统的中断处理与异常处理机制。
一、中断处理机制中断是指在计算机系统运行过程中，某个硬件设备或者软件程序发出的一种请求，通过打断正常的程序执行流程，通知操作系统去处理该请求。
中断可以分为硬件中断和软件中断两类。
1. 硬件中断硬件中断是由硬件设备发生的一种中断事件，比如外设设备的输入输出操作，时钟中断等。
当硬件设备发生中断事件后，会向处理器发送一个中断信号，处理器暂停当前的执行任务，保存当前的上下文信息，并转入中断处理程序来处理中断事件。
中断处理程序会根据中断类型来执行相应的操作，比如读取输入设备的数据，将数据写入输出设备等。
处理完中断事件后，处理器会恢复之前被中断的任务继续执行。
2. 软件中断软件中断是由软件程序主动触发的一种中断事件，也称为系统调用。
软件中断通常由用户态程序调用系统库函数来完成，通过系统调用指令将自己的执行权限转交给操作系统，由操作系统代为执行相应的操作。
常见的软件中断包括文件读写操作、进程创建与销毁等系统调用。
中断处理机制的优点在于能够及时响应外部设备和软件程序的请求，提高了系统的实时性和处理能力。
同时，使用中断处理机制可以实现很多复杂的功能，比如多任务处理、设备驱动程序等。
二、异常处理机制异常是指在程序执行过程中出现的一种非正常情况，例如非法指令、除数为零等。
异常处理机制能够捕捉这些异常事件并进行相应的处理。
异常处理机制主要分为硬件异常和软件异常两类。
1. 硬件异常硬件异常指的是由硬件设备产生的异常事件，如页错误、越界访问等。
当硬件设备检测到异常事件后，会向处理器发送一个异常信号，处理器会中断当前任务的执行，并把当前的上下文信息保存起来，然后转入异常处理程序去处理异常事件。
操作系统中的中断与异常处理机制
操作系统中的中断与异常处理机制在计算机系统中，操作系统起着至关重要的作用，它负责管理和控制计算机的资源，并提供给用户一个友好和高效的界面。
而在操作系统中，中断与异常处理机制是其中的重要组成部分。
一、什么是中断与异常处理机制中断与异常处理机制是操作系统用来响应特定事件或异常情况的方式。
当计算机系统发生某些事件，例如硬件故障、外部设备的请求等，操作系统会立即停止正在执行的任务，转而处理该事件。
在这种情况下，中断与异常处理机制起到了极为重要的作用。
二、中断与异常的区别尽管中断和异常都能够引发操作系统的响应，但两者之间存在一些区别。
1. 中断：中断是由外部设备发起的，例如键盘输入、鼠标点击等。
当外部设备需要与操作系统进行交互时，它会发出中断信号，这时操作系统会中断当前任务的执行，转而响应中断事件。
中断是一种在程序执行时突然发生的外部事件，需要处理器立即中断正在执行的任务并执行相应的中断处理程序。
2. 异常：异常是由程序内部产生的事件，也称为软中断。
当程序运行过程中出现错误、非法操作或者某些特殊事件时，会触发异常。
操作系统会根据异常的类型和优先级来处理该异常，进而采取相应的行动，例如打印错误信息、终止程序执行，或者进行异常处理。
三、中断与异常的处理流程中断与异常处理机制的处理流程如下：1. 中断发生：当外部设备产生中断信号时，处理器会暂停当前任务的执行，并将控制权交给操作系统。
2. 中断处理程序：操作系统会根据中断类型调用对应的中断处理程序。
中断处理程序会执行与中断相关的操作，例如获取键盘输入、响应鼠标事件等。
3. 中断处理完成：中断处理程序执行完毕后，操作系统会将控制权重新交还给之前的任务，使其继续执行。
4. 异常发生：在程序执行过程中，如果出现错误、非法操作或其他特殊事件，会触发异常。
5. 异常处理程序：操作系统会根据异常类型和优先级调用相应的异常处理程序。
异常处理程序会处理异常情况，例如打印错误信息、修复错误、终止程序执行等。
中断和异常处理读书笔记
中断和异常处理读书笔记中断（interrupt）通常被定义为一个事件，该事件改变处理器执行的指令顺序。
这样的事件与CPU芯片内外部硬件电路产生的电信号相对应。
中断通常分为同步（synchronous）中断和异步（asynchronous）中断：同步中断是当指令执行时由CPU控制单元产生的，之所以称为同步，是因为只有在一条指令终止执行后CPU才会发出中断。
异步中断是由其他硬件设备依照CPU时钟信号随机产生的。
在Intel微处理器手册中，把同步和异步中断分别称为异常（exception）和中断（interrupt）。
中断是由间隔定时器和I／O设备产生的，而异常是由程序的错误产生的，或者是由内核必须处理的异常条件产生的。
中断信号的作用：中断信号提供了一种特殊的方式，使处理器转而去执行正常控制流之外的代码。
当一个中断信号达到时，CPU必须停止它当前正在做的事情，并且切换到一个新的活动。
为了做到这一点，就要在内核态堆栈保存程序计数器的当前值，并把与中断类型相关的一个地址放进程序计数器。
中断处理与进程切换有一个明显的差异：由中断或异常处理程序所执行的代码不是一个进程，更确切的说，它是一个内核控制路径，代表中断发生时正在运行的进程执行。
作为一个内核控制路径，中断处理程序比一个进程要轻，中断的上下文很少，建立蒙昧无知中止中断处理所需要的时间很少。
中断处理是由内核执行的最敏感的任务之一，因为它必须满足以下约束：当内核正打算去完成一些别的事情时，中断随时会到来。
因此，内核的目标就是让中断尽可能快的处理完，尽其所能把更多的处理向后推迟。
内核响应中断后需要进行的操作分为两部分：关键而紧急的部分，内核立即执行；其余推迟的部分，内核随后执行。
因为中断随时会到来，所以内核可能正在处理其中一个中断时，另一个中断又发生了。
因此，中断处理程序必须编写成使相应的内核控制路径能以嵌套的方式执行。
当最后一个内核控制路径终止时，内核必须能恢复被中断进程的执行，或者，如果中断信号已导致了重新调度，内核能切换到另外的进程。
10-5 Linux操作系统 - 中断、异常及系统调用
10.5.4 中断上半部分的处理 一、 中断控制器 •每个硬件设备控制器都能通过中断请求线 发出中断请求（简称IRQ） •所有设备的中断请求线又连到中断控制器 的输入端。 •在x86单CPU的机器上采用两个8259A芯片作 为中断控制器，一主一从。
•当8259A有中断信号输入同时中断信号不被 屏蔽时，主8259A向CPU发出 INT信号，请求 中断。这时如果CPU是处于允许中断状况， CPU就会发信号给8259A进入中断响应周期。 •在对8259A芯片的初始化过程中，第n号中 断在IDT表中的向量号为 n+32
•IDT中向量号的使用情况如下： 0－31 异常与非屏蔽中断使用。 32－47 可屏蔽中断使用32至47 128（0x80）实现系统调用。 其余 未使用 •保存现场 发生异常时在核心栈的程序计数器eip的 值取决于具体情况。一般情况下eip保存的 下一条指令的地址，但对于页面异常，保存 的产生异常的这条指令的地址而不是下一条 指令的地址
中断向量表IDT •IDT是中断/异常处理在内核的入口。IDT表 项还记录了一些其它信息用以安全检查。 •IDT在系统初始化时创建。 •每个中断/异常都有一个向量号，该号的值 在0－255之间，该值是中断/异常在IDT中的 索引。 •每个中断/异常均有其相应的处理函数，中 断/异常在使用前必须在IDT中注册信息以保 证发生中断/异常时能找到相应的处理函数。
struct hw_interrupt_type { const char * typename; unsigned int (*startup)(unsigned int irq); void (*shutdown)(unsigned int irq); void (*enable)(unsigned int irq); void (*disable)(unsigned int irq); void (*ack)(unsigned int irq); void (*end)(unsigned int irq); void (*set_affinity)(unsigned int irq, unsigned long mask); };
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4.异常和中断的区别：
1>异常：
是指CPU内部出现的中断，即在CPU执行特定指令时出现的非法情况。
同时异常也称为同步中断，因此只有在一条指令执行后才会发出中断，不可能在指令执行期间发生异常。
a.产生的原因：
程序的错误产生的（eg:除数为0）
内核必须处理的异常条件产生的(eg:缺页）
b.异常又分为故障和陷阱，它们都不使用中断控制器，也不能被屏蔽
c.X86处理处理器中大约有20中异常。
Linux内核必须为每种异常提供一个专门的异常处理程序。
2>中断:也称为异步中断。
因此它是由其他硬件设备依照 CPU 时钟信号随机产生，即意味着中断能在指令之间发生。
a.中断又分为外部可屏蔽中断(INTR)和外部非屏蔽中断（NMI）
所用I0设备产生的中断请求均引起可屏蔽中断
硬件故障引起的故障则产生非屏蔽中断。
John说明：
在CPU执行一个异常处理程序时，就不再响应其他异常和中断请求服务.那么如果此时发生了一个异常，CPU不能去响应它，又不能把它的信息丢失该怎么办呢？
这是就用到了堆栈，把所有的信息压入栈。
等当前异常处理后，才从堆栈中取出信息再响应刚才的异常。
(当产生多个非屏蔽中断时，CPU的处理方法同上）。