IO及中断

继续我的第四个实验；实现定时器中断函数处理LD4翻转、按键IO中断控制LD3翻转；学习目的：中断寄存器的设置，IO中断、定时器中断的使用，F28335共有三个定时器：timer0、timer1、timer2（timer2也可用于DSP/BIOS）；功能描述：上电默认LD3、LD4灭；初始化完成后，LD4以1HZ（1S）频率做状态翻转；LD3接受按键控制，每触发一次按键，状态翻转一次。

电路连接说明：LD4、LD3设置为通用GPIO 上拉输出初始化后默认为输出LED灯灭状态；LD4、LD3控制LED灯的负极，如下图；本次实验选用定时器0，程序时刻读取计数器的值，当值为0时，产生定时器0中断，LD4状态翻转；IO按键SW12中断控制LD3状态翻转。

定时器0中断程序设计说明：步骤一、定时器0的预定标寄存器和计数器设置：定时器输入时钟为sysclkout（=135MHz），1、如果定时1S（即1Hz）中断一次（即计数结束），1Hz=135Mhz/1350/100000预定标寄存器（即分频器）设为1350，计数器设为100000；2、如果定时1ms(即1000Hz)中断一次，计算公式为：1000Hz=135Mhz/1350/100预定标寄存器同样设为1350，计数器设为100；赋值语句如下：//定时器0 设为1Hz = 135MHz/(1350*100000)CpuTimer0Regs.PRD.all= 100000;//计数周期寄存器，100000周期后计数器减为0CpuTimer0Regs.TPR.bit.TDDR= 1350& 0xFF;//0x546 预定标寄存器（预分频器）CpuTimer0Regs.TPRH.bit.TDDRH = (1350>>8) & 0x00FF;//0x546 预定标寄存器（预分频器）步骤二、a)设置定时器0相关中断寄存器使能定时器0中断，即CpuTimer0Regs.TCR.bit.TIE= 1; //使能定时器0中断b)设置PIE级相关中断寄存器定时器0中断所在PIE组使能，即PIEIERx寄存器设置c)设置CPU级中断相关寄存器CPU级使能上述PIE对应的通道，即IER寄存器设置步骤三、中断向量入口映射位置设置，如下：EALLOW; // This is needed to write to EALLOW protected registersPieVectTable.TINT0 = &cpu_timer0_isr; //将中断函数物理地址赋值给中断向量入口PieVectTable.XINT3 = &key_GPIO50_isr;EDIS; // This is needed to disable write to EALLOW protected registersIO中断程序设计说明：步骤一、设置IO引脚功能复用寄存器为普通IO、设为上拉、输入状态、使能引脚滤波功能；外部中断源选择寄存器设置：如GpioIntRegs.GPIOXINT3SEL.bit.GPIOSEL=50;//按键引脚编号设置步骤二、使能外部中断源中断；XIntruptRegs.XINT3CR.bit.ENABLE=1;//使能中断设置触发方式：XIntruptRegs.XINT3CR.bit.POLARITY=0;//下降沿触发剩余步骤同定时器0中断的设置。

计算机组成原理——输⼊输出（IO）系统考研题（⼀） I/O系统基本概念（⼆）外部设备1. 输⼊设备：键盘、⿏标2. 输出设备：显⽰器、打印机3. 外存储器：硬盘存储器、磁盘阵列、光盘存储器（三） I/O接⼝（I/O控制器）1. I/O接⼝的功能和基本结构2. I/O端⼝及其编址3．I/O地址空间及其编码（四） I/O⽅式1. 程序查询⽅式2. 程序中断⽅式中断的基本概念；中断响应过程；中断处理过程；多重中断和中断屏蔽的概念。

3. DMA⽅式DMA控制器的组成；DMA传送过程。

4. 通道⽅式（2009）22. 下列选项中，能引起外部中断的事件是A. 键盘输⼊B. 除数为0C. 浮点运算下溢出D. 访存缺页答案：A考点：内部中断和外部中断的区别外中断:I/O设备等来⾃主机外部设备的中断。

内中断：CPU内部的异常、例外、陷⼊内中断（2010）21、单级中断系统中，中断服务程序执⾏顺序是（）I保护现场II开中断III关中断IV保存断点V中断事件处理VI恢复现场VII中断返回A、I->V->VI->II->VIIB、III->I->V->VIIC、III->IV->V->VI->VIID、IV->I->V->VI->VII答案：A考点：单级中断的概念该题的⼀个特点是单级中断，不会出现多重中断的中断嵌套问题，由于是单级中断，断点也不需要保存了，CPU直接返回中断前的位置就可以了！同时关中断是由硬件⾃动实现的，并不属于中断服务程序。

⽽恢复断点、恢复现场之后需要开中断才能返回断点这⾥给出⼀般的中断处理的过程：22、假定⼀台计算机的显⽰存储器⽤DRAM芯⽚实现，若要求显⽰分辨率为1600*1200，颜⾊深度为24位，帧频为85HZ，现实总带宽的50%⽤来刷新屏幕，则需要的显存总带宽⾄少约为（ )A、245MbpB、979MbpsC、1958MbpsD、7834Mbps答案：D考点：1600*1200*24*85/0.51M约为106(2010)21．某计算机有五级中断L4 ~ L0，中断屏蔽字为M4M3M2M1M0，Mi=1（0≤i≤4）表⽰对Li级中断进⾏屏蔽。

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。

输⼊输出设备（2）IO设备与主机信息传送的控制⽅式
IO设备与主机信息传送的控制⽅式
1.程序查询⽅式（串⾏⽅式）
流程图：
最关键的部分在于CPU读取IO状态，如果IO设备状态为未准备就绪，CPU就将反复读状态，直到IO准备就绪。

由于IO设备的速度远远低于CPU速度，采⽤这种⽅式会导致CPU效率很低。

2.程序中断⽅式
IO设备准备数据的过程中，CPU不查询IO设备状态；当IO设备准备好后，CPU中断服务程序（保护现场）进⾏数据传输，数据传输往后返回原来的中断的程序（恢复现场）
这样的控制⽅式避免了踏步等待现象。

3.DMA⽅式
主存和 I/O 之间有⼀条直接数据通道：前两种⽅式数据在主存和IO传输都需要CPU作为中间媒介，DMA⽅式避开了CPU
不中断现⾏程序
周期挪⽤（周期窃取）：这个窃取指的是，在传输周期内，CPU⽆总线控制权，但可以执⾏预存的指令
CPU 和 I/O 并⾏⼯作
三种⽅式传输⽅式的⽐较
1.程序查询⽅式
2.程序中断⽅式
3.DMA⽅式
总结：
程序中断⽅式⽐程序查询⽅式进步的⼀点在于，避开了IO设备的数据准备阶段，但仍然需要CPU参与IO设备与内存的数据传输DMA⽅式由于主存和IO设备之间存在⼀条数据传输通道，将CPU从数据传输中解放出来，使得CPU和IO能并⾏⼯作。

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。

单片机中断号、中断源及中断向量的对应关系1.引言1.1 概述概述概述部分将介绍单片机中断的概念和作用。

单片机中断是指CPU在执行某个任务的过程中，由于外部事件的发生而被迫中断当前任务，转而去执行其他任务，待中断事件处理完毕后再返回原任务继续执行。

它是一种实现多任务处理的重要机制，也是提高单片机并发性能和系统响应速度的关键技术。

单片机中断的作用主要有以下几个方面：1. 提高系统的实时性：当需要对某些事件进行实时处理时，使用中断可以使系统快速响应，及时处理外部事件。

例如，在控制系统中，当某个传感器检测到某个事件发生时，可以通过中断及时读取传感器数据并进行相应的控制。

2. 实现多任务处理：通过合理设置中断优先级，可以实现多个任务的高效切换执行。

这样一来，即使单片机在处理一个任务的同时发生了其他紧急事件，也可以及时中断当前任务去处理这个紧急事件，从而提高系统的并发性。

3. 减少系统资源浪费：使用中断可以有效利用系统资源。

例如，当需要等待外部事件发生时，使用中断可以使CPU暂停执行，而不必浪费掉CPU 的处理能力。

这样一来，CPU 可以利用这段时间去处理其他任务，提高系统的整体效率。

在单片机中，中断源是指可以触发中断的硬件或软件事件，如外部中断、定时器中断、串口中断等。

而中断号则是为了区分不同中断源而定义的一个编号。

中断向量表是一个存储中断服务程序入口地址的表格，用于建立中断号与对应中断服务程序的映射关系。

接下来，本文将详细介绍中断向量表的概念和作用，并解释中断号和中断源的含义。

通过深入理解单片机中断号、中断源和中断向量之间的关系，可以更好地理解单片机中断的机制和应用。

1.2文章结构文章结构：本文将围绕单片机中断号、中断源以及中断向量的对应关系展开讨论。

总体上，本文分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分首先介绍单片机中断的概念和作用，说明了中断在单片机系统中的重要性和应用场景。

接着，文章结构的目的是为读者提供一个清晰的章节结构和内容安排，以便更好地组织和理解全文的内容。

io模块工作原理IO模块是计算机系统中负责输入与输出操作的模块。

它提供了一种高效的数据传输通道，使得计算机能够与外部设备进行数据交换。

本文将介绍IO模块的工作原理，并分别从硬件角度和软件角度加以解释。

一、硬件角度1.输入输出设备计算机的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、硬盘等。

这些设备与计算机之间通过IO模块进行数据传输。

IO模块由控制器和接口两部分组成，控制器负责控制设备的工作过程，接口负责与计算机系统之间的数据传输。

通过IO模块，计算机能够读取设备的输入数据，也可以将计算结果输出到设备上。

2.地址映射计算机系统中的每个设备都有一个唯一的地址，IO模块通过地址映射技术将设备地址与内存地址对应起来。

当计算机需要进行输入输出操作时，将通过设备地址找到对应的IO模块，然后由IO模块将数据传输到内存或从内存读取数据。

3.上下文切换在多任务操作系统中，计算机通常需要同时处理多个任务。

当一个任务需要进行IO操作时，操作系统会进行上下文切换，将当前任务的上下文保存起来，然后切换到其他任务，等待IO模块完成数据传输后再恢复任务的执行。

这种机制使得计算机能够高效地处理多个任务的输入输出请求。

二、软件角度1.驱动程序IO模块需要与操作系统之间进行协作，驱动程序的作用就是实现这种协作。

驱动程序负责管理IO模块的工作状态，向操作系统提供IO接口，接收来自操作系统的IO请求，并将请求传递给IO模块进行处理。

驱动程序还负责将IO模块的响应结果返回给操作系统，以完成输入输出操作。

2.中断处理IO模块的另一个重要工作机制是中断处理。

当IO模块完成数据传输后，会向操作系统发送中断信号，通知操作系统数据已经准备好。

操作系统接收到中断信号后，会暂停当前任务的执行，转而处理IO模块的响应，将数据从IO模块读取到内存或从内存传输到IO模块。

中断处理保证了计算机不需要等待IO操作的完成，而可以继续执行其他任务，提高了计算机的效率。