计算机中断原理

关中断
保护断点与现场
保留被中断程序的地址， 保留被中断程序的地址，以 备中断处理完毕后， 备中断处理完毕后，能返回 主程序。 主程序。 为了使中断处理程序不影响主 程序的运行， 程序的运行，要把断点处的有 关的各个寄存器的内容和标志 位的状态， 位的状态，推入堆栈保护起来 （现场保护大多由中断程序完 成）。
计算机中也同样存在类似的情况—— 计算机中也同样存在类似的情况——
通常计算机中只有一个CPU 通常计算机中只有一个CPU，但在运行程序的过程中可能 CPU， 出现诸如数据输入、 出现诸如数据输入、输出或特殊情况处理等其他的事情 CPU去处理 对此，CPU也只能采用停下一个任务去处 去处理， 要CPU去处理，对此，CPU也只能采用停下一个任务去处 理另一个任务的中断解决方案。 理另一个任务的中断解决方案。
中断程序
撤消中断请求
恢复现场
开中断
返回
中断服务程序的转入
CPU响应中断时， CPU响应中断时，一个十分重要的问题是如何转到中断服务程序的 响应中断时 入口。 入口。 矢量中断就是解决上述问题的方法之一 就是解决上述问题的方法之一。 矢量中断就是解决上述问题的方法之一。
矢量中断的解决方案：
在程序存储器的适当位置（通常是在程序存储器的起始处） 在程序存储器的适当位置（通常是在程序存储器的起始处） 开辟一组特殊单元（例如，ATmege16的一组特殊程序存储器单元 开辟一组特殊单元（例如，ATmege16的一组特殊程序存储器单元 ），作为中断源的中断地址 为0000H~002FH），作为中断源的中断地址（中断向量）区。中 ），作为中断源的中断地址（中断向量） 断响应后按中断种类，CPU自动生成一条跳转指令 自动生成一条跳转指令， 断响应后按中断种类，CPU自动生成一条跳转指令，从而跳转到各 自中断区的首地址去执行程序。因此， 自中断区的首地址去执行程序。因此，在中断地址区中理应存放 对应中断的中断服务程序。一般情况下， 对应中断的中断服务程序。一般情况下，中断地址区预留给中断 服务程序的空间非常少（例如，ATmega16只有 个字节） 只有2 服务程序的空间非常少（例如，ATmega16只有2个字节）几乎不可 能存放一个完整的中断服务程序， 能存放一个完整的中断服务程序，所以通常在中断地址区各中断 的首地址处存放一条无条件转移指令， 的首地址处存放一条无条件转移指令，以便中断响应后通过中断 地址区，再转到中断服务程序的实际入口地址去。 地址区，再转到中断服务程序的实际入口地址去。
为什么会发生中断现象呢？ 为什么会发生中断现象呢？
因为你在一个特定的时刻，面对着三项任务：看书、接电 因为你在一个特定的时刻，面对着三项任务：看书、 话和接待来访者。但一个人又不可能同时完成三项任务， 话和接待来访者。但一个人又不可能同时完成三项任务， 因此你只好采用中断方法，穿插着去做。 因此你只好采用中断方法，穿插着去做。
计算机中断原理
1、计算机中断的概念 2、中断的检测与响应 3、中断服务程序的转入
一、中断的概念
看 书
的
一
看 书
的
从看书到接电话，是一次中断过程；从打电话到与门外来访者交谈， 从看书到接电话，是一次中断过程；从打电话到与门外来访者交谈，则是 在中断过程中发生的又一次中断，即中断嵌套。 在中断过程中发生的又一次中断，即中断嵌套。
中断的相应条件：有中断请求信号、中断是开放的、现 有中断请求信号、中断是开放的、
行指令结束（最后一个机器周期的最后一个状态 ） 行指令结束（
中断响应、 中断响应、及返回 流程
取下一条指令
执行一条指令
N
指令结束？
关中断
N
Y
有中断请求且开放？
CPU响应中断后， CPU响应中断后，发出中断响 响应中断后 应信号的同时， 应信号的同时，内部自动的实 现关中断（不允许嵌套）。 现关中断（不允许嵌套）。 断点与现场的保护
主 程 序
中 断 服 务 程 序 1 中 断 服 务 程 序 2
中断——由于某一随机事件的发 中断——由于某一随机事件的发 生，计算机暂停原程序的运行， 转去执行另一程序（随机事件）， 处理完毕后又自动返回原程序继 续运行。 中断源——引起中断的原因，或 中断源——引起中断的原因，或 能发生中断申请的来源。 主程序——计算机现行运行的程 主程序——计算机现行运行的程 序。 中断服务子程序——处理随机事 中断服务子程序——处理随机事 件的程序。
随机事件1
随机事件2
主 程 序

中 断 服 务 程 序 1
中断的检测与中断的响应条件
中断的检测：中断源产生的中断请求是随机发生无法预
料的。CPU必须不断的检测中断输入线上的中断请求信 料的。CPU必须不断的检测中断输入线上的中断请求信 而且相邻两次检测不能相隔太长， 号，而且相邻两次检测不能相隔太长，否则会影响响应 中断的时效。 中断的时效。 通常CPU CPU总是在每条指令的最后状态对中断请求进行 通常CPU总是在每条指令的最后状态对中断请求进行 一次检测。 一次检测。