微型计算机中断控制系统解析

"中断控制-单片机原理嵌入式系统基础" 在计算机科学特别是单片机领域，中断控制是核心概念之一，它涉及到处理器如何响应外部或内部事件，而这些事件可能需要立即处理，而不会中断当前正在执行的任务。在微计算机系统中，中断系统允许处理器在执行程序的同时，能够及时处理突发事件，如硬件故障、数据传输完成或用户输入等。 "中断控制"通常涉及以下几个关键知识点： 1. **中断寄存器**：单片机通常设有专用的中断控制寄存器，这些寄存器用于管理中断系统的工作方式。用户可以通过读写这些寄存器来开启或关闭特定中断源，设置中断优先级，以及确定中断处理后的恢复状态。例如，有的寄存器可以用来设置中断使能位，决定哪些中断源可以触发中断；有的则用来保存程序计数器的值，以便中断处理完成后恢复执行原程序。 2. **中断请求**：当外部设备或内部模块需要处理器的注意时，它们会发送一个中断请求。这个请求会被传递到中断控制器，中断控制器根据优先级顺序和当前中断屏蔽状态决定是否允许中断发生。 3. **中断响应**：一旦中断请求被接受，处理器会暂停当前任务，保存现场（如程序计数器、标志寄存器等），然后跳转到预先定义的中断服务子程序，即中断处理程序。 4. **中断处理**：中断处理程序负责处理中断事件。这可能包括与事件相关的数据处理、通信协议的管理或者设备的控制。处理完成后，中断处理程序会清理中断标志，通知系统中断已经完成。 5. **中断返回**：中断处理结束后，处理器从中断返回地址恢复程序执行，通常通过从中断向量表中获取正确的程序计数器值来实现。中断返回操作确保了处理器能准确地回到中断前的状态，继续执行被打断的程序。 6. **中断优先级**：中断系统通常支持不同级别的中断，以确保紧急事件能得到及时处理。高优先级中断可以在低优先级中断处理过程中打断它，但低优先级中断不能打断高优先级中断。 7. **中断嵌套**：在某些系统中，一个中断处理过程可以被另一个更高优先级的中断打断，这称为中断嵌套。这种机制增加了系统的灵活性，但也增加了处理复杂性的挑战。 8. **中断屏蔽**：为了防止不必要的中断打扰当前正在进行的重要任务，系统可以通过设置中断控制寄存器来暂时禁止某些中断源，这就是中断屏蔽。 在微型计算机的发展历程中，中断控制系统随着技术的进步不断演进，从早期的简单中断处理到现在复杂的嵌入式系统中的实时中断管理，中断控制一直是确保系统高效运行的关键组成部分。在单片机设计和嵌入式系统开发中，深入理解和灵活运用中断控制机制是至关重要的。