第六讲 中断控制器(1)

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二、中断排队-菊花链法
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二、中断排队-菊花链法
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二、中断排队-专用硬件法
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二、中断排队
❖三种方法比较:
▪ 软件查询方式:电路简单。缺点:由外设发 出中断请求到CPU转入相应的服务程序入口 的时间较长,特别是中断源比较多时。
▪ 菊花链法:中断优先级不可调。
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7.1.1 8259A的外部信号和含义
❖ ❖IR7~IR0 :I/O设备的中断请求信号。 ❖ CAS2~CAS0:从片选择信号。 ❖ SP/EN:主从和从片的选择和驱动信号
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精B选APPCT K
7.1.2 8259A的编程结构和工作原理
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7.1.2 8259A的编程结构和工作原理
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四、中断服务
❖保护现场(部分寄存器的内容) ❖执行中断服务程序 ❖恢复现场
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8086/8088的中断系统
❖8088可以处理256种不同类型的中断,类 型号为0-255
❖8088的中断分为内部中断和外部中断两 类
❖外部中断:由CPU外部引起,需要外设产 生一个信号来通知CPU,包括非屏蔽中断
第7章 中断控制器
本章引入---中断技术概念
❖中断:指当CPU检测到某种服务请求后, 暂时中止现行程序而转去执行一个特定的 中断服务程序,当中断程序执行完毕后, 返回到原来的程序的中断处继续执行。
❖中断过程 :中断申请 中断排队 中断响应
中断服务 中断返回
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第六章1-3讲 可编程中断控制器

第六章1-3讲 可编程中断控制器

天津工业大学

SP/EN:双功能信号。 缓冲方式时, EN 为输出,控制缓冲 器传输的方向。 EN=0,表示允许8259A通过缓冲器输出。 EN=1,表示CPU写8259A。 非缓冲方式时,SP为输入,表示主从 关系, SP=1,表示主片, SP=0,表示从片。
天津工业大学
④控制逻辑:
向CPU发送中断请求信号,处理CPU的中断应 答信号INTA,直接连接到CPU的中断请求输入端 INTR. INT:8259A向CPU发出的中断请求信号,高电平 有效。 INTA:CPU响应中断时,约两个总线周期,称为 响应周期。用来对8259A的中断申请进行响应, 在中断响应周期中产生两个INTA信号, 第一个用来使中断请求服务寄存器相应位置1, 第二个INTA信号,8259A向CPU提供中断矢量号。
天津工业大学
⑦ 中断服务寄存器(ISR) 记录优选后的中断申请标志(正在执行 的中断服务程序其ISR相应位置1),后来 的中断申请在优先排队电路的控制下与当 前正在执行的中断过程进行优先级排队, 以决定是否实现中断嵌套。
天津工业大学
⑧中断屏蔽寄存器IMR 由CPU设置,以决定某个中断源是否被屏 蔽,当该寄存器中某一位置“1”时,表示 禁止该中断请求进入系统。通过IMR寄存器 可实现对各级中断的有选择的屏蔽。
• ♣SP/EN在非缓冲方式下,规定(SP=1)时该
8259A是主片, (SP=0)时该8259A是从片。
天津工业大学
第一个周期 T1 T2 T3 T4
CLK ALE LOCK INTA D0~D7 SP/EN CAS0~CAS2 IR0~IR7 INT
第二个周期 T1 T2 T3 T4
CPU响应周期
天津工业大学
6.5.3 8259A的优先级管理方式

微机原理与接口技术知识第七章中断控制器

微机原理与接口技术知识第七章中断控制器
中断控制器与外设接口电路配合工作,实现对 外设中断请求的接收和传递。
04
中断控制器的主要技术指标和参数
中断控制器的主要技术指标
最大中断嵌套深度
指中断控制器能够同时处理的 最大中断嵌套层数。
优先级分配
指中断控制器能够为外部硬件 设备分配的优先级数目。
优先级屏蔽
指中断控制器是否支持优先级 屏蔽功能,即是否允许某些优 先级的中断被更高优先级的中 断所屏蔽。
微机原理与接口技术知识 第七章中断控制器
• 中断控制器概述 • 中断控制器的组成和工作原理 • 中断控制器在微机系统中的应用 • 中断控制器的主要技术指标和参数 • 中断控制器的发展趋势和未来展望 • 总结
01
中断控制器概述
中断的基本概念
中断
指计算机在执行程序过程中,出现异常或特殊情况,使得 计算机暂停当前程序的执行,转而去执行相应的处理程序, 处理完毕后再返回到原程序继续执行。
定时器功能
指中断控制器是否内置定时器 功能,以便在特定时间间隔内
产生中断。
中断控制器的参数设定与调整
中断向量表
用于存储中断向量的表格,需要正确设 定和调整以满足不同硬件设备的需求。
屏蔽寄存器
用于设置和调整中断屏蔽的寄存器, 能够控制哪些优先级的中断被允许或
屏蔽。
优先级寄存器
用于设置和调整中断优先级的寄存器, 需要合理配置以确保系统的正常运行。
更广泛的应用领域
随着技术的不断发展,中断控制器将应用于更多领域,如智能家居、智能交通、医疗电子等。未来中断 控制器将更加注重跨领域应用,以满足不同领域的需求。
06
总结
中断控制器的重要性和作用
实现实时处理
实现并行处理

中断及中断控制器

中断及中断控制器

第7章中断及中断控制器本章学习要点●中断技术概述、8086的中断类型●中断优先权及其管理、中断矢量●中断处理过程●可编程中断控制器8259A及其应用7-1 本章知识重点7-1-1 中断技术的基本概念1.中断的概念所谓“中断”是指CPU在正常执行程序时,由于内部/外部事件或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序,转而去执行请求CPU为其服务的服务程序,待该服务程序执行完毕,又能自动返回到被中断的程序继续执行。

2.中断源能引起中断的外部设备或内部原因称为中断源。

按照与CPU的位置关系可分为内部中断和外部中断。

内部中断是CPU在处理某些特殊事件时所引起或通过内部逻辑电路自己去调用的中断。

外部中断是由于外部设备要求数据输入/输出操作时请求CPU为之服务的一种中断。

通常中断源有以下几种:(1)一般的输入/输出设备,如键盘、打印机等。

(2)实时时钟。

(3)故障源。

(4)软件中断。

3.中断源识别识别中断源通常有两种方法:查询中断和矢量中断。

(1)查询中断:就是用软件查询的方法确定中断源。

当CPU收到中断请求信号时,通过执行一段查询程序,从多个可能的外设中查询申请中断的外设。

(2)矢量中断:又称向量中断。

每个中断源预先指定一个矢量标志,要求外设在提出中断请求的同时,提供该中断矢量标志。

当CPU响应某个中断源的中断请求时,控制逻辑就将该中断源的矢量标志送入CPU,CPU根据矢量标志自动找到相应的中断服务程序入口地址,转入中断服务。

这种中断源识别方法比查询中断要快很多。

4.中断技术的优点(1)同步操作:中断方式不仅可以实现CPU和外设之问的并行工作,而且CPU可命令多个外设同时工作,这大大提高r CPU的利用率,也加快了输A./输出的速度。

(2)实现实时处理:利用中断技术可以及时处理随机输入到微型计算机的各种参数和信息,使微型计算机具备实时处理与控制的能力。

(3)故障处理:CPU可以就根据故障源发出的中断请求,立即去执行相应的故障处理程序,自行处理故障而不必停机,因此提高了微型计算机工作的可靠性。

中断系统和中断控制器8259A详解

中断系统和中断控制器8259A详解
∧∧
微 机 原
第7章 中断系统和中断控制器8259A


应 用
7.1 中断的基本概念
∨∨
•中断:是指CPU在正常运行程序时,由于内部或外部事件 引起CPU暂时中止执行现行程序,转去执行请求CPU为其 服务的那个外设或事件的服务程序,待该服务程序执行完 后又返回到被中止的程序这样一个过程。
•中断源:能发出中断申请的外设或引起中断的原因。
IRR锁存
逻辑电路根据IMR判断 IMR对应位为0
优先权判别器PR




CPU响应中断 IF=1 CPU的INTR端
高 8259A的INT端为1
INTA 8259A
ISR相应位置1, IRR响应位清0,
送中断类型码
●若允许嵌套,PR依据ISR的状态,判断新的中断请求优先权是否高 于正在服务的中断,是则送出INT=1。 ●服务结束,8259A清除ISR响应位。
提高了CPU的利用效率。
7.1.2 中断处理过程
∧∧
微 机
1.中断过程

理 及
● 对于不同的微机系统,CPU中断处理的具体过程不尽相同,但是一
应 用
个完整的中断基本过程应包括五个基本过程:
∨∨


保护现场







断 响
断 处
断 返
开中断





中断处理
产指断触生令接发中或口器断电和CP信路中U确 最号有断引定高。一屏脚有的来个蔽。中那至中触每断个于断发个请中中请器中C自关保形求断P断 求 。动中护成U且 源完 断 现 中响优 。成 ; 场 断应先下 保 服;进级列 护 务入中 中 中工 断 程中断 断作 点 序断服 服 服: ; 入周务 务 务口期就 程 程地,是 序 序弹址过 结C出P程 构断U。 如执点图行,返回主程恢中关序复断。中现返断场回

微机原理与接口技术第七章中断控制器

微机原理与接口技术第七章中断控制器
地应对各种突发事件和任务。来自对中断控制器的应用和思考
在实际应用中,中断控制器可以应用于各种需要 实时响应的场景,如工业控制、通信、多媒体处 理等。
在使用中断控制器时,需要注意避免中断嵌套和 中断优先级冲突等问题,以确保计算机系统的稳 定性和可靠性。
在设计计算机系统时,应该充分考虑中断控制器 的性能和功能,以确保计算机系统能够高效地处 理各种中断。
现代的中断控制器功能强大,能够同 时处理多种不同类型的中断,支持更 复杂的控制逻辑和优先级管理。
02
中断控制器的结构和工作原理
中断控制器的结构
请求触发器
用于检测中断请求信号,当有中断请 求时,触发器被置位。
优先权编码器
将多个中断源的优先级进行编码,确 定哪个中断源具有最高优先级。
排队器
对多个同时发生的中断请求进行排队, 按照优先级顺序进行处理。
任务管理
中断控制器能够对系统中的任务进行管理,包括任务的创建、删除、挂起和恢复等操作, 使得系统能够更好地控制和管理任务。
优先级管理
中断控制器能够对任务的优先级进行管理,确保高优先级的任务能够得到优先处理,提 高系统的效率和响应速度。
中断控制器在多媒体处理系统中的应用
音频和视频处理
中断控制器能够实现音频和视频的实时处理,使得系统能够快速响 应音频和视频的输入和输出请求。
03
02
允许中断
通过设置控制寄存器,允许某些中 断源的中断请求。
中断处理程序调用
当微处理器响应中断请求时,自动 调用相应的中断处理程序。
04
03
中断控制器的编程与使用
中断控制器的编程语言和工具
编程语言
汇编语言、C语言、机器语言 等。
工具

实训六8259中断控制器一

实训六8259中断控制器一

第3章 单片机基本应用实训
在主菜单的下部为工具栏,自左至右为:新建C文件( )、 新建汇编文件( )、打开(文件)( )、文件保存(存盘)( )、 剪切( )、复制( )、粘贴( )、C程序编译命令 (Ctrl+F7)( )、C程序连接命令(Shift+F7)( )、C程序编译连 接命令(F3)( )、汇编命令(F3)( )、开始调试(F5)( )、 停止调试[Shift+F5]( )、程序复位[Ctrl+F2]( )、设置/清除 断点[Ctrl+F8]( )、跟踪调试[F7]( )、单步执行[F8]( )、 执行到光标行[F4]( )、运行[F9]( )、反汇编窗口 [Alt+5]( )、寄存器窗口[Alt+2]( )、内部数据存储器窗口 [Alt+3] ( )、外部数据存储器窗口[Alt+4]( )、步进电机实 验( )、炉温控制实验( )、电机调速实验( )、中止实验 ( )、帮助( ),这些工具并不是同时有效。
Windows版软件的安装。
图3-1-6 安装的第6步
第3章 单片机基本应用实训 (8) 单击“Finish”,如图3-1-7所示,完成MCS51 Windows
版软件的安装。
图3-1-7 安装的第7步
第3章 单片机基本应用实训
1.MCS51软件启动 在“开始”菜单“程序”中选择“MCS51”,进入 MCS51软件,如图3-1-8所示。此界面提示计算机系统正在 与实验系统建立连接,此时请按实验系统板上的“RESET” 按键,如果通信正常,则在计算机上提示“连接成功!”, 进入程序集成环境,否则提示“无法复位”,则在脱机模 式下进入程序集成环境主窗口。系统默认与实验系统的连 接方式为串口1连接。串口及通信参数的确定可在此窗口 下设定。

《可编程中断控制器》PPT课件

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第一个INTA到达时,8259A做3件事: ①IRR锁存功能失效,不承受任何申请; ②使ISR相应位置位,提供判优依据; ③使IRR清零。
第二个INTA到达时,8259A做三件事: ①恢复IRR功能; ②将中断类型号送上数据总线的D7~D0,传给CPU; ③如果方式控制字〔ICW4),自动中断完毕位为1, 那么在第二个脉冲完毕时,8259A会将第一个INTA 脉冲到来时设置的ISR清0。
先级最高的位,并在INTA脉冲送来时,选通送入中断 请求服务寄存器的相应位。
⑦ 中断效劳存放器(ISR) 记录优选后的中断申请标志〔正在执行的中断效劳
程序其ISR相应位置1〕,后来的中断申请在优先排队 电路的控制下与当前正在执行的中断过程进展优先级 排队,以决定是否实现中断嵌套。
School of Engineering & Automation ·Tianjin Polytechnic University
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微机原理及应用
⑤中断请求触发器〔IRR) 8位存放器,接收8个中断源的中断申请信号,并且
保持在这!假设该中断源未被屏蔽,那么进入排队电路。
⑥中断优先级排队电路(PR) 逻辑部件根据IRR中置1的各位优先级,选中其中优
8259A具有非常灵活的中断管理方式,可满足 使用者的不同要求,而中断优先级是中断管理的核 心问题。
中断优先级确定后,一般的处理原那么: 高级中断打断低级中断而被优先处理,制止低级 打断高级或同级中断相互打断。
School of Engineering & Automation ·Tianjin Polytechnic University
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8.2 嵌入式C程序设计中的位运算
在嵌入式程序设计中,位操作是最常用的运 算之一,因为在很多情况下要对寄存器中的 某位或某个管脚进行操作,这些都需要用位 操作来完成。
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6.1.2 中断分发与处理
登记:rSRCPND寄存器中相关位置位 优先级排序规则:设置寄存器或默认的 最高的优先级的,rINTPND置位,
rINTOFFSET置位 产生IRQ或IRQ中断
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6.1.2 中断分发与处理
以IRQ为例,IRQ中断服务程序该干什么?
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6.1.2 中断分发与处理
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因此在嵌入式程序设计中,经常可以可以看 到寄存器用如下方式进行定义:
其他的诸如r0-r8等,你用到哪个需要保存哪 个
需要保存到r13_irq(sp)空间中,stmfd sp!, {r0-r2,lr};
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6.1.2 中断分发与处理
还原现场: ldmfd sp!, {r0-r2, lr} subs pc, lr, #0x4 ; cpsr 怎么恢复的?
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对于irq来说,主要包括cpsr, r0-r8, r9-r12, r14等
当中断发生时,跳转到相应中断地址之前, 如0x18之前,硬件会将cpsr->spsr_irq, pc>lr;lr到底是什么呢?
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6.1.2 中断分发与处理
保存寄存器,spsr_irq, lr_irq是irq自己的物 理寄存器;
等价于:
HandlerIRQ
sub
sp,sp,#4 ; sp = sp - 4
stmfd
sp!, {r0} ; sp = sp – 4; [sp] = r0;
ldr
r0, = HandleIRQ; r0 = HandleIRQ这个标号的地址
ldr
r0,[r0] ; [r0] 的值赋给 r0, [HandleIRQ] 存放的值->r0
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应用举例:
通过3次异或操作将寄存器rPDATAE中的内 容与变量tmp的值进行交换。
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rPDATAE = rPDATAE ^ tmp tmp = tmp ^ rPDATAE rPDATAE = rPDATAE ^ tmp
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8.2.4 取反操作
取反运算符“~”实现对参与运算的操作数对 应的各个二进制位按位求反。取反运算符 “~”具有右结合性。所有1变为0,0变为1
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8.2.2按位或操作
按位或操作运算符“|”是把参与运算的两个 操作数对应的各个二进制位进行按位相或。 对应的两个二进制位中只要有一个为1,结果 就为1,当两个对应的二进制位都为0时,结 果位为0。参与运算的两个操作数均以补码形 式出现。
TM
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例如7 | 3,7的补码为0000 0111,3的补码 为0000 0011,结果为0000 0111。按位与操 作可以实现将特定位的置位操作,也可以用 于提取出某数的指定位。
所有外围接口的中断是挂到irq或fiq上的 用到什么中断你使能什么中断 总开关在:CPSR寄存器的I位和F位 次开关在INTMASK寄存器 还有接口中与中断相关的寄存器还要注意设
置!
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6.1.2 中断分发与处理
思路:先登记(pending)--》 按优先级选中(执行的)--》 完了再顺序执行后面的--》
第六讲 中断控制器及编程
当有事件来临时,必须中断当前cpu运算 来响应突发事件!
当等待一个事件时,是一直查询还是事 件来了告诉我一声?
中断是MCU的核心,因为几十个中断要 处理,还要做得很好!
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内容提要
6.1 6.2 6.3
中断的基1 基本概念
ARM中断的入口在哪里?(中断向量表) S3C2440有60个中断源,怎么分发和处理? 当有多个中断同时发生时怎么办?
TM
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6.1.2 中断分发与处理
start.s 中的isr_IRQ:
IsrIRQ
sub
sp, sp, #4
stmfd
sp!, {r8-r9}
ldr
r9, =INTOFFSET
ldr
r9, [r9]
ldr
r8, =HandleEINT0
add
r8, r8,r9,lsl #2
;ADD R0, R2, R3,LSL#1 ; R0 = R2 + (R3 << 1)//user add.
rINTOFFSET只有一位置位,因此不同的偏 移对应不同的中断,只要在所谓不同中断所 谓的(某一地址)中放入isr函数地址,相当 于就挂载上去了。
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6.1.2 中断分发与处理
分发完了,处理即中断服务程序要干什么工 作?
保存现场--》关中断--》处理事件--》打开中 断--》恢复现场。
ldr
r8, [r8]
str
r8, [sp,#8]
ldmfd
sp!,{r8-r9,pc}
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6.1.2 中断分发与处理
假如我们想挂载isr_uart中断服务程序,该 怎么做?
*(某一地址)= (unsigned int)(void*) isr_uart; ????isr_uart就是地址。
(4)函数名一般以大写字母开头;所有常量名字母 统一用大写。
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8.1.3 注释说明
注释有助于程序员理解程序的整体结构,也便于以后 程序代码的维护与升级。常用的规则如下:
(1)注释语言必须准确、简洁且容易理解; (2)程序代码源文件头部应进行注释说明 ; (3)函数头部应进行注释; (4)程序中所用到的特定含义的常量、变量,在
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。例如~(0101 1001) = 1010 0110。在程序 中主要用于将操作数的某位或某些位取反, 为其他操作提供数据准备。
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8.2.5 移位操作
移位操作分为左移操作与右移操作。左移运 算符“<<”实现将“<<”左边的操作数的各个 二进制位向左移动“<<”右边操作数所指定 的位数,高位丢弃,低位补0。其值相当于乘 以:2“左移位数”次方。
8.3.1 volatile限制符 8.3.2 地址强制转换与多级指针 8.3.3预处理的使用
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8.3.1 volatile限制符
volatile的本意为 “暂态的”或.“易变的”, 该说明符起到抑制编译器优化的作用。
如果在声明时用“volatile”关键进行修饰, 遇到这个关键字声明的变量,编译器对访问 该变量的代码就不再进行优化,从而可以提 供特殊地址的稳定访问,特别是存储器映像 (memory-mapped)外设端口类型。
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6.1.2 中断分发与处理
保存现场--》关中断--》处理事件--》打开中 断--》恢复现场
讲完保存现场、恢复现场,下面讨论打开和 关中断
一般rINTMASK寄存器全部Mask 掉
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6.1.2 中断分发与处理
处理事件开头或结尾往往要干一件事情,即 清中断;
对于s3c2440来说,主要是清rINTSRC和 rINTPND寄存器相应位
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6.1.2 中断分发与处理
为什么要保存现场? 怎么保存现场? 怎么还原现场?
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6.1.2 中断分发与处理
中断只不过处理一下紧急任务而已; 原来的事情还是要做的 所以原来的状态寄存器、关键信息要保存的 等中断返回时在还原回去
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6.1.2 中断分发与处理
str
r0, [sp,#4]; r0的值放到 [sp+4]
ldmfd
sp!,{r0,pc} ; [sp]->r0, sp =sp+4; [sp]->pc; sp = sp+4;
………………..
HandleIRQ
#
4; 0x33ffff18
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6.1.2 中断分发与处理
HandleIRQ = 0x33ffff18; HandleIRQ里面放的是什么? 假设*(HandleIRQ) = (void *) isr_IRQ; 为什么会跳到isr_IRQ函数中?
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8.2.3 按位异或操作
按位异或运算符“^”是将参与运算的两个操 作数对应的各个二进制位进行相异或,当对 应的两个二进制位相异时,结果位为1,相同 时为0。参与运算的两个操作数均以补码形式 出现。
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例如7 ^ 3,7的补码为0000 0111,3的补码 为0000 0011,结果为0000 0100。
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右移运算符“>>”实现将“>>”左边的操作数 的各个二进制位向右移动“<<”右边操作数 所指定的位数。对于空位的补齐方式,无符 号数与有符号数是有区别的。对无符号数进 行右移时,低位丢弃,高位用0补齐,其值相 当于除以:2“右移位数”次方
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