第六章 第六讲 中断系统和程序中断方式

中断系统工作原理中断系统是计算机系统中的一个重要组成部分，其工作原理是通过中断信号来打断正在执行的程序，并转而执行特定的中断处理程序。

中断信号可以由外部设备、软件请求或错误产生，例如键盘输入、鼠标点击、定时器触发等。

在计算机系统中，中断系统的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 当一个中断事件发生时，外部设备或软件会发送一个中断请求（Interrupt Request, IRQ）信号给中断控制器。

中断控制器是硬件的一部分，负责管理各种外部设备的中断请求。

2. 中断控制器会将收到的中断请求转发给中断控制器芯片。

中断控制器芯片根据优先级会将其中断请求发给中央处理器（CPU）。

3. 当CPU接收到中断请求后，会立即保存当前的运行状态，包括程序计数器、标志寄存器和其他需要保存的寄存器的值。

4. CPU会根据中断请求的优先级，跳转到对应的中断处理程序。

中断处理程序是预先编写好的，用来处理特定中断事件的代码。

5. 在执行中断处理程序期间，中断屏蔽（Interrupt Disable）机制会被激活，用于阻止其他中断的发生。

这是为了保证中断处理程序能够在有限的时间内完成，以确保系统的响应性。

6. 中断处理程序执行完毕后，CPU会恢复之前保存的运行状态，并继续执行被中断的程序。

在整个中断系统工作过程中，中断向量表是重要的数据结构。

中断向量表记录了每个中断请求的中断处理程序的入口地址。

当CPU接收到中断请求时，会根据中断请求的编号在中断向量表中查找对应的中断处理程序的入口地址，并跳转到该地址执行。

这是操作系统中实现中断处理的一种有效机制。

总而言之，中断系统的工作原理是通过中断信号来打断正在执行的程序，并转而执行特定的中断处理程序，以实现对特定事件的响应和处理。

这个过程需要中断控制器和中断控制器芯片的协同工作，并且依靠中断向量表来指定中断处理程序的入口地址。

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题及答案第一章嵌入式系统概述嵌入式系统的共性：特定的使用场合或工作环境，是某个大型系统的一部分，完成一个具体的功能，专用性强，应用于特定的平台；功耗低，且一般要求高实时性和高可靠性，系统程序一般都是固化在内存中，以提高运行速度和可靠性；功能单一，模块的设计和实现较为简单；人机交互界面简单；开发时往往有上位机和下位机或主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。

MCU：Micro Control Unit，嵌入式微控制器（俗称单片机），把CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O、中断系统、定时器/计时器、各种功能外设等资源集成到一个芯片上的微型计算机系统。

MPU：Micro Processor Unit，嵌入式微处理器。

MPU是由通用计算机中的CPU（微处理器）演变而来，可以理解为增强版的CPU，即不带外围功能器件。

ARM：是一家公司，也是一类技术和产品的统称。

ARM公司设计的芯片主要涉及嵌入式移动设备领域，指令集更加紧凑简单，功耗和成本更低，在移动消费电子领域占据着很大的市场份额。

嵌入式系统开发流程：需求分析、系统总体设计、系统软硬件设计、系统测试第二章ARM Cortex-M3内核与STM32微控制器ARM存储模式（2种）小端模式：数据的低字节存放在内存低地址处，数据的高字节存放在内存高地址处。

大端模式：数据的高字节存放在内存低地址处，数据的低字节存放在内存高地址处。

注意书上的相关例子！ARM指令集架构系统设计有两种方式：RISC（Reduced Instruction Set Computer）精简指令集计算机CISC（Complex Instruction Set Computer）复杂指令集计算机流水线技术：每条指令分解为多步，并让各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理的技术，称为流水线技术。

ARM Cortex-M3微控制器采用的三级流水线：取指—译码—执行流水线的技术指标通常用吞吐率、加速比和效率三项指标来衡量。

中断方式的名词解释中断方式是计算机操作系统中的一种重要机制，用于处理实时事件和优先级任务的调度。

它允许计算机在执行程序时，根据事件的紧急程度，临时中断当前任务并转而执行其他任务，然后再返回原来的任务继续执行。

本文将对中断方式进行详细解释。

一、中断方式的概念和原理中断方式是一种计算机操作系统提供的一项功能，可以在执行用户程序时，根据硬件或软件条件的变化，实现对当前任务的暂停和其他任务的执行。

它通过外部设备或软件代码向CPU发送中断信号，以引起CPU的注意并响应，然后根据中断的类型和优先级，执行相应的中断服务程序。

中断方式的原理是基于计算机系统中断控制器的工作机制。

当外部设备或软件代码需要CPU的处理时，它会向中断控制器发送中断请求信号。

中断控制器将中断请求转发给CPU，并根据中断请求的优先级，确定中断源和中断向量。

在接收到中断请求后，CPU会立即停止正在执行的任务，并保存当前任务的上下文（包括寄存器的状态、程序计数器等信息）。

接着，CPU根据中断向量，跳转到相应的中断服务程序中执行。

中断服务程序是预先编写好的，用于处理特定的中断类型，如时钟中断、键盘中断等。

执行完中断服务程序后，CPU会恢复原来的任务，并继续执行。

二、中断方式的分类根据中断请求的来源，中断方式可分为外部中断和内部中断。

外部中断是由外部设备引起的中断。

它包括硬件中断和输入输出中断。

硬件中断指的是外部设备（如时钟、键盘、鼠标等）工作时所产生的中断请求。

输入输出中断指的是当CPU执行输入输出指令时，外部设备未完成操作而导致的中断请求。

内部中断是由程序中的指令引起的中断。

它包括陷阱和软件中断。

陷阱是在程序执行过程中，根据特定的条件而产生的中断请求，如除法溢出、非法指令等。

软件中断是由软件代码主动产生的中断请求，例如系统调用、中断指令等。

三、中断方式的优势和应用中断方式具有以下优势和应用：1. 实时响应能力：中断方式可以迅速响应外部设备或软件的中断请求，及时处理实时性要求高的任务，如键盘输入、网络通信等。

中断系统工作原理及应用中断是指在计算机运行过程中，发生某个特定事件时，系统会暂停当前任务，转而去处理这个事件，待事件处理完毕后再回到原来的任务上继续执行。

中断的工作原理是通过计算机的硬件和软件来实现的。

中断可以分为硬件中断和软件中断两种类型。

硬件中断是由外部设备发出的中断信号，例如键盘输入、鼠标移动等。

当这些设备发出中断信号时，CPU会暂停当前任务，保存当前执行上下文，并跳转到相应的中断处理程序去处理该事件。

中断处理程序负责处理特定的中断事件，处理完毕后会恢复之前的执行上下文，继续执行原来的任务。

软件中断是由程序内部生成的中断信号，例如系统调用、异常等。

中断的应用非常广泛，几乎所有的计算机系统都会使用中断来处理外部事件。

以下是一些中断的应用：1. 外部设备控制：计算机系统中的各种外部设备，例如键盘、鼠标、打印机等，都可以通过中断与计算机系统进行通信。

当外部设备有输入或输出需要处理时，会发出中断信号，从而通知计算机系统进行相应的操作。

2. 实时处理：中断可以用于实时处理系统中，当实时事件发生时可以立即进行处理。

例如在工业自动化控制系统中，可以利用中断来实时响应传感器的信号，实现对生产过程的实时监控和控制。

3. 操作系统：中断也是操作系统中的一个重要机制。

操作系统中有很多例程需要通过中断来实现，例如时钟中断、异常处理、系统调用等。

时钟中断可以用于实现多任务调度，让不同的任务轮流执行；异常处理可以处理非法操作或错误情况，保证系统的稳定性；系统调用可以实现用户程序与操作系统之间的交互。

4. 数据通信：中断可以用于实现计算机之间的数据通信。

例如网络数据传输中，当数据包到达时，计算机可以通过中断来通知操作系统进行相应的处理。

中断可以提高数据通信的效率和响应速度。

中断的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 中断发生：当外部设备发生需要处理的事件时，会向CPU发送中断信号。

中断信号可以通过硬件触发中断，例如外部设备通过中断控制器发送中断请求。

中断系统工作原理中断系统是计算机操作系统中的一个重要组成部分，它负责处理各种来自硬件和软件的中断信号。

中断信号可以是来自外部设备的输入请求，例如键盘输入、鼠标点击或网络数据的到达；也可以是软件程序内部的异常事件，例如除零错误或无效内存访问。

无论是什么类型的中断，操作系统都需要立即响应，并采取适当的措施来处理中断事件。

中断系统的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 接收中断信号：当计算机硬件或软件触发一个中断事件时，中断控制器会接收到相应的中断信号。

这个信号是一个电信号，中断控制器会将其转化为计算机可读的形式。

2. 中断向量表查询：接收到中断信号后，中断控制器需要确定具体的中断类型。

为此，操作系统维护了一个中断向量表，其中包含了各种中断类型及其对应的处理程序的入口地址。

中断控制器会根据中断信号对应的中断类型，在中断向量表中查询相应的入口地址。

3. 保存现场：在执行中断处理程序之前，操作系统会首先保存当前的程序执行环境，包括程序计数器、寄存器状态、堆栈指针等。

这是为了保证中断处理程序执行完毕后，能够正确地恢复到中断发生前的状态。

4. 执行中断处理程序：一旦确定了中断类型和对应的处理程序入口地址，操作系统会跳转到相应的中断处理程序，并开始执行。

中断处理程序会根据具体的需求，进行相应的处理操作。

例如，对于一个键盘输入中断，中断处理程序可能会读取键盘缓冲区的内容并将其传递给相应的应用程序。

5. 恢复现场：当中断处理程序执行完毕后，操作系统会将之前保存的程序执行环境状态恢复回来。

这样，计算机可以继续执行之前被打断的程序，从中断发生的地方继续执行。

通过以上步骤，中断系统可以保证计算机在多任务环境下，能够及时响应外部事件和内部异常，并进行相应的处理。

这种中断驱动的工作方式，为计算机用户提供了更高的系统响应速度和更好的交互体验。

《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。

这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。

在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。

第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。

（3）计算机网络阶段（1991年至今）。

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要会各个进制之间的数制转换。

计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。

第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。

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第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。

单片机原理及应用技术苏家建课后习题参考答案第三章MCS-51指令系统3-1MCS-51指令系统有哪几种寻址方式？按功能分类有哪几种指令？3-2设A=0FH,R0=30H,片内RAM的（30H）=0AH,（31H）=0BH,（32H）=0CH,下列程序段运行后的结果？MOVA,@R0;A=0AHMOV@R0,32H;(30H)=0CHMOV32H,A;(32H)=0AHMOVR0,#31H;R0=31HMOVA,@R0;A=(31H)=0BH3-3（1）R0的内容传送到R1MOVA,R0MOVR1,A(2)内部RAM20H单元的内容传送到AMOVA,20H(3)外部RAM30H单元的内容传送到R0MOVR1,#30HMOVXA,@R1MOVR0,A(4)外部RAM30H单元的内容传送到内部RAM20H单元MOVR1,#30HMOVXA,@R1MOV20H,A(5)外部RAM1000H单元的内容传送到内部RAM20H单元MOVDPTR,#1000HMOVXA,@DPTRMOV20H,A(6)程序存储器ROM2000H单元的内容传送到R1MOVDPTR,#2000HCLRAMOVCA,@A+DPTRMOVR1,A(7)RAM2000H单元的内容传送到内部RAM20H单元MOVDPTR,#2000HMOVXA,@DPTRMOV20H,A(8)RAM2000H单元的内容传送到外部RAM30H单元MOVDPTR,#2000HMOVXA,@DPTRMOVX@R0,A(9)RAM2000H单元的内容传送到外部RAM1000H单元MOVDPTR,#2000HMOVXA,@DPTRMOVDPTR,#1000HMOVX@DPTR,A3-4设内部RAM30H=5AH,5AH=40H,40H=00H,P1=7FH,下面程序执行后的结果如何？MOVR0,#30H;R0=30HMOVA,@R0;A=(30H)=5AHMOVR1,A;R1=5AHMOV@R1,P1;(5AH)=7FHMOVA,P1;A=7FHMOV40H,#20H;(40H)=20HMOV30H,40H;(30H)=00H3-5编程，将内部RAM20H-2FH共16个连续单元清零ORG0100HMOVR0,#20HMOVR2,#16LOOP: MOV@R0,#00HINCR0DJNZR2,LOOPEND3-6编程，求出内部RAM20H单元中的数据含“1”的个数，并将结果存入21H单元中。

单片机中断系统详细教程单片机中断系统是一种用来处理外部事件的机制，它可以在程序执行过程中，根据外部事件的发生而立即打断程序的执行，转去执行相应的中断服务程序，处理完毕后再回到原来的程序代码继续执行。

在微控制器中，中断系统广泛应用于各种外部事件的处理，包括定时器中断、外部中断、串口中断等。

本文将详细介绍单片机中断系统的原理和使用方法。

一、中断系统的基本原理在单片机中，中断系统由中断源、中断向量和中断服务程序三部分组成。

中断源是指引发中断的外部事件，例如定时器计数溢出、外部输入电平变化等。

中断向量是一个特殊的地址，用于存储中断服务程序的入口地址。

中断服务程序是一段用于处理中断事件的程序代码，它会在中断发生时被自动调用执行。

当单片机在运行程序的过程中发生中断事件时，会首先保存当前的程序状态，包括程序计数器、寄存器等，然后跳转至中断向量中存储的中断服务程序的入口地址开始执行。

中断服务程序执行完毕后，会恢复之前保存的程序状态，返回到原来的程序代码继续执行。

这样的机制可以有效地处理外部事件，提高系统的响应速度和处理效率。

二、中断系统的使用方法使用中断系统需要具备以下步骤：1.初始化中断系统：根据需要选择中断源，并设置中断控制寄存器的相应位，使能或禁止中断。

2.编写中断服务程序：根据中断源的不同，编写相应的中断服务程序。

例如，对于定时器中断，可以在中断服务程序中进行定时事件的处理。

3.设置中断向量表：中断向量是一个特殊的表格，存储着中断服务程序的入口地址。

需要将中断服务程序的入口地址写入中断向量表的相应位置。

4.在主程序中启用中断：在主程序中，需要将中断使能位设置为1，从而使得中断能够被触发并执行中断服务程序。

5.在主程序中处理中断事件：根据需要，在主程序中处理中断事件。

可以通过判断特定的中断标志位来确定中断源，然后执行相应的处理逻辑。

三、中断系统注意事项在使用中断系统时，需要注意以下几点：1.中断服务程序需要尽量简短，避免过多的延时或占用过多的系统资源，否则会影响主程序的执行效率。