嵌入式系统中断处理设计

### 嵌入式系统中断处理设计 #### 引言 中断是外部事件通知操作系统的最常用手段之一，它是计算机实现多任务环境运行的基础，并确保系统的实时性。嵌入式系统，作为现代电子信息产业中最具增长力的一个分支，其设计过程中中断处理机制显得尤为重要。 #### 1. 中断处理概述 中断机制是嵌入式系统的核心组成部分之一。它能够使处理器暂停当前的任务去响应更高优先级的事件或请求。这种机制提高了系统的响应速度和灵活性，尤其是在面对实时性要求较高的应用场景时。 **1.1 中断机制** 中断机制主要由中断源、优先级别裁决器、各类寄存器等构成。其中，中断源是中断产生的根本原因，它可以是由外部设备触发的硬件中断，也可以是由软件程序引起的软件中断。 #### 2. 中断工作原理 中断工作原理主要包括中断源的产生、中断信号的传递以及中断处理过程。 **2.1 中断源** 中断源是指能够触发中断的硬件或软件事件。例如，一个外部传感器可以作为中断源，在检测到特定条件时产生中断信号。 **2.2 优先级别裁决器** 优先级别裁决器负责根据预设的优先级规则对不同的中断源进行排序。通常情况下，系统会预先定义各个中断源的优先级，以便在多个中断同时发生时，优先处理优先级较高的中断。 **2.3 寄存器** - **中断登记告示寄存器**：一旦有中断发生，不论是否被掩盖寄存器所掩盖，该寄存器都会记录下来。如果同时发生多个中断，这些中断也会被同时记录。 - **主掩盖寄存器**：用于控制中断是否被允许执行。若某个中断被该寄存器“掩盖”，那么即使发生了中断事件，也不会被处理。 - **优先级别寄存器**：用于设置各中断源的优先级。 - **中断执行告示寄存器**：只记录优先级别最高且未被掩盖寄存器所掩盖的中断源。 - **偏移寄存器**：用于标识不同的中断源，通过查询该寄存器可以识别出具体是哪个中断源触发了中断。 - **次级中断告示板**：显示次级中断源的状态。 - **次级掩盖寄存器**：类似于主掩盖寄存器，但专门用于控制次级中断源。 #### 3. 软件流程图 软件流程图详细描述了中断处理过程中的软件流程。它包括了从检测中断、处理中断到恢复执行之前的任务状态的整个流程。 #### 4. 核心代码示例 下面是一段简化的中断处理核心代码示例： ```c void EINT0_Enable(int flag) { int temp; if (flag == True) { // 设置GPF0 temp = rGPFCON; rGPFCON = temp | 0x2; temp = rGPFDAT; rGPFDAT = temp | 0x1; rINTMSK &= ~(BIT_EINT0); } else { rINTMSK &= BIT_EINT0; } } void __irq EINT0_LISR() { int i, temp; Led4_On_or_Off(True); // 亮灯 for (i = 0; i < 300000; i++); // 延时 Led4_On_or_Off(False); // 灭灯 // 清中断 temp = rSRCPND; rSRCPND = temp; temp = rINTPND; rINTPND |= temp; } ``` 这段代码展示了如何启用或禁用中断，并处理具体的中断事件。`EINT0_Enable`函数用于启用或禁用外部中断EINT0，而`__irq EINT0_LISR`函数则是当EINT0中断发生时被调用的中断服务程序(ISR)。 #### 参考文献 - [1] 毛德操，胡希明. 嵌入式系统--采用公开代码和StrongARM/Xscale处理器. 浙江：浙江大学出版社. 2003 - [2] 李善平，刘文峰，王焕龙等. Linux与嵌入式系统. 北京：清华大学出版社，2002 - [3] 张雄伟, 曹铁勇. DSP芯片的原理与开发应用，北京：电子工业出版社，2002 通过以上分析可以看出，嵌入式系统中断处理设计是确保系统实时性和可靠性的关键环节。了解并掌握中断处理的基本原理和技术，对于从事嵌入式系统设计与开发的工程师来说至关重要。