理解中断系统：从ARM7到Cortex-M3

"中断系统.pdf" 本文主要探讨了中断系统的基本概念、ARM7中断系统以及中断控制器8259，并通过实例介绍了如何实现一个100ms定时亮灯的中断系统。中断是一种处理硬件和软件事件的有效机制，使得CPU可以在执行程序的过程中暂停，处理紧急事件，然后返回原来的任务。 中断系统的核心是中断机构，它允许CPU在接收到中断请求时，暂停当前执行的程序，转而执行中断服务子程序。中断源可以是硬件设备（如键盘、网络接口）或软件事件（如系统调用）。中断分为多种类型，包括可屏蔽中断、不可屏蔽中断、硬中断、软中断和异常中断。 中断处理通常包含四个阶段：中断请求、中断响应、中断服务和中断返回。当一个中断发生时，设备会发送中断请求，CPU在响应中断后，保存当前程序状态（断点和标志），读取中断类型号以确定中断源，然后跳转到中断服务程序。在服务程序中，为了保护现场，常用的方法是将可能用到的寄存器内容压栈，执行完服务程序后再将这些内容弹出恢复现场，最后CPU返回到中断前的地址继续执行。 ARM7中断系统是ARM处理器内建的功能，其中断向量表从地址0开始，每个异常中断占用4字节，总大小为32字节。与X86处理器不同，ARM的中断向量表存储的是转移指令，而不是直接的中断处理地址。ARM7还支持中断优先级分配、中断屏蔽和解除屏蔽等管理功能。 8259中断控制器是一个经典的外部中断控制器，常用于8086/8088系统，它可以处理8个中断源，并可以通过级联扩展到最多64个中断源。而在Cortex-M3微控制器中，中断由内置的NVIC（Nested Vector Interrupt Controller）管理，提供240个外部中断和多个系统异常。 中断系统的存在极大地增强了系统的实时性和响应能力，使其能够在处理复杂任务的同时，有效地响应各种突发事件，确保系统的稳定和高效运行。对于嵌入式系统和通用计算机而言，理解和掌握中断系统的工作原理和应用至关重要。