７４ 福建电脑 ２０１１年第８期
计算机中断系统浅谈
李敏
（山东英才学院山东济南２５０１０４）
【摘 要】：随着计算机技术的飞速发展，微处理器控制输入／输出部件或者端口的数据传送方式也在
不断的进步和发展。现代计算机系统中，都毫不例外地引入了中断系统。在一个完整的中断过程中．应该包 括中ｌｔｋ－ｓ－ｌ－．－￣、中断判优、中断响应、中断处理、中断返回。中断方式下，ＣＰＵ和Ｉ／０设备是并行工作。极大地
提高了其利用率。
【关键词】：程序查询方式；中断方式；输入／输出；ＣＰＵ
随着计算机技术的飞速发展．微处理器控制输入／ 输出部件或者端口的数据传送方式也在不断的进步和
发展。早期的计算机系统中．ＣＰＵ对Ｉ，ｏ设备采取的是
程序查询方式。在这种方式下．高速的ＣＰＵ和低速的 输入，输出端口是串行工作．在两者速度极度不匹配的
情况下．致使ＣＰＵ的绝大部分时间都处于被动的等待
状态中，造成了ＣＰＵ资源的极大浪费。为了弥补这种 缺陷。提高ＣＰＵ的使用率。中断方式应运而生。这种方
式解决了程序查询方式下ＣＰＵ循环等待的问题。现代
计算机系统中。都毫不例外地引入了中断系统。中断方 式是指由于某些随机事件的产生．使ＣＰＵ暂停执行当
前的程序，转去处理相应的外部事件。待执行完毕后。
ＣＰＵ返回原程序断点处继续执行。在这种方式下．ＣＰＵ
和Ｉ／Ｏ设备是并行工作．从而极大地提高了其利用率。
中断方式具体是指，当外设需要ＣＰＵ为它服务时， 向ＣＰＵ发出中断请求；ＣＰＵ暂停正在执行的程序，响
应请求，转去执行中断服务子程序；待中断服务子程序 执行完毕．再返回原程序的断点处继续执行主程序【”。
在这种方式下．ＣＰＵ与外设是并行工作的，ＣＰＵ不需
要等待．所以ＣＰＵ的工作效率有了极大的提高。假如。 外设完成输人数据的准备工作的时间是１００毫秒．那
么ＣＰＵ会利用其中９９．９毫秒的时间继续执行主程序．
待外设准备完毕．ＣＰＵ只需要利用剩余的０．１微秒时
计算机组成原理中断名词解释(一)
计算机组成原理中断
1. 什么是中断
• 定义：中断是计算机系统中一种可以改变程序执行流程的事件，可以打断正在执行的程序，并将控制权转移给特定处理程序。
• 例子：当一个设备完成了对CPU的请求并需要CPU进行响应时，它会发送一个中断信号，中断处理程序会被触发以处理设备的请求。
2. 中断控制器
• 定义：中断控制器是计算机系统中的一个硬件设备，它负责将来自不同设备的中断信号进行调度，并确定是否将其传递给CPU进行处理。
• 例子：8259A是Intel x86计算机系统中常用的中断控制器，它可以处理多个不同类型的中断，并按优先级将它们传递给CPU。
3. 中断向量表
• 定义：中断向量表是记录不同中断类型对应中断处理程序入口地址的数据结构，每个中断类型有一个对应的中断向量表项，通常是一个指向中断处理程序的指针。 • 例子：在x86架构中，中断向量表是一个位于内存中的256个入口的数组，每个入口存储着对应中断处理程序的地址。
4. 中断处理程序
• 定义：中断处理程序是一段特定的代码，用于处理特定类型的中断事件。它会在中断发生时被中断处理器调用，以执行相应的处理逻辑。
• 例子：当用户按下键盘上的某个键时，操作系统的键盘中断处理程序会被触发，它会读取键盘输入并将其传递给相应的应用程序。
5. 中断请求线
• 定义：中断请求线是用于将中断信号通知中断控制器的硬件线路。不同设备通常使用不同的中断请求线，中断控制器通过检测这些线路上的信号来确定哪些设备发出了中断请求。
• 例子：在x86系统中，IRQ0是时钟中断请求线，IRQ1是键盘中断请求线。
6. 中断屏蔽
• 定义：中断屏蔽是一种机制，通过控制中断控制器，禁止特定的中断类型触发中断处理程序，以防止干扰正在执行的关键任务。
• 例子：当计算机执行特定的任务时，操作系统可以屏蔽所有硬盘中断，以确保任务不会被硬盘中断打断。 7. 异常
stm32f103c8t6中断原理
一、概述
STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3核心的STM32系列微控制器。它具有丰富的外设和强大的性能，广泛应用于各种嵌入式系统。中断是STM32微控制器中非常重要的概念，用于处理硬件事件，使得处理器能够及时响应和处理这些事件，提高系统的实时性和响应速度。
二、中断系统架构
STM32F103C8T6的中断系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括中断控制器、外设中断请求源、全局中断标志位等；软件部分包括中断优先级管理、中断处理函数等。
中断控制器负责管理各个外设的中断请求，并将这些请求分配给相应的中断优先级。外设中断请求源包括定时器、串口、ADC等，它们会在特定事件发生时产生中断请求。全局中断标志位用于指示是否有中断事件发生，这些标志位由处理器轮询或软件查询。
三、中断优先级管理
STM32F103C8T6的中断优先级管理采用嵌套模式，即一个中断可以被嵌套在另一个中断的触发序列中。处理器会根据中断优先级和嵌套级别来决定先处理哪个中断。STM32的中断优先级范围为0-7，其中0为最高优先级，7为最低优先级。可以通过软件配置寄存器来设置各个中断的优先级。
四、中断处理过程
当有中断事件发生时，处理器会自动跳转到相应的中断处理函数执行。中断处理函数通常会完成一些必要的清理工作，如清除相关标志位、释放锁定的资源等，然后返回到正常的主程序继续执行。在处理完一个中断后，处理器会自动回到正常的主程序执行，而不会出现死循环或延迟。
五、特殊中断
STM32F103C8T6微控制器还支持一些特殊的中断，如系统复位中断、系统心跳中断等。这些中断通常用于系统状态监测和异常处理，确保系统的稳定性和可靠性。
六、总结
STM32F103C8T6的中断原理涉及到硬件和软件两个方面的知识，包括中断系统架构、中断优先级管理、中断处理过程以及特殊中断等。理解中断原理对于使用STM32微控制器进行嵌入式系统开发非常重要，可以帮助开发者更好地利用其强大的硬件资源，提高系统的实时性和响应速度。
接口技术 实验报告
实验四：8259中断控制器实验
一、实验目的
1、掌握8259中断控制器的接口方法。
2、掌握8259中断控制器的应用编程。
二、实验设备
微机原理实验箱、8086CPU模块。
三、实验内容
用脉冲发生器作为中断源，每按一次脉冲发生器的按键即产生一次中断。 在中断服务程序中，通过74LS273输出一个数据，以点亮与中断源相对应位置的LED。
四、实验原理介绍
8259中断控制器电路
本实验用到三部分电路：电平开关电路、简单I/O口扩展电路和8259中断控制器电路。
电平开关电路、简单I/O口扩展电路参看实验一。
8259中断控制器电路：如上图所示，其中：CS是8259芯片的片选插孔，IR0~IR7是8259的中断申请输入插孔。DBUS是系统8位数据总线。INT插孔是8259向8086CPU的中断申请线，INTA是8086的中断应答信号。
五、实验步骤
1. 断电连接导线,连好实验线路图。
1) 8259的INT连8088的INTR；
2) 8259的INTA连8088的INTA；
3) “ ”插孔和8259的3号中断IR3插孔相连，“ ”端初始为低电平；
4) 8259的CS端接FF80H孔，74LS273的CS端接FF90H孔。
5) Q0～Q7L1～L8
2. 编译调试程序
3. 全速运行，观察实验现象
六、实验提示
1、8259芯片介绍
中断控制器8259A是专为控制优先级中断而设计的芯片。它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中。因此无需附加任何电路，只需对8259A进行编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式。即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需要增加其它电路的情况下，通过多片8259A的级联，能构成多达64级的矢量中断系统。
2、8086的中断系统是向量中断方式。内存中特定位置有一中断向量表，表内存有不同中断类型的中断向量（中断入口地址）。不同中断类型的中断向量在表内有对应的偏移地址，其计算方法是：中断类型*4。
