中断 _嵌入式系统基础知识

中断
中断从硬件的角度来看就是一个能产生高、低电平的一根信号线，但理解它需要从处理器的角度出发。我们说过了，处理器从微观上看，所做的工作是按顺序进行的，其对程序的处理只能是一条指令一条指令的执行。如果存在需要对外设芯片进行访问，而有可能从处理器发出读、写命令后，由于外设通常比处理器慢很多，所以外设芯片需要一些时间来准备好所需的数据。在这种情况下，如果处理器一直等外设芯片的返回数据再执行后续的指令的话，将耗费宝贵的时间，这些时间完全可以用来做其它的工作。

别忘了，从宏观上看来处理器常常是多任务的，任务是指操作系统所提供的调度单位。当一个任务因为等待外设芯片的数据而阻塞时，我们可以切换到另外的任务，从而提高处理效率。这就有一个问题，当处理器去处理另一个任务时，如果外设芯片的数据好了的话，如果告诉处理器呢？就是通过中断信号。中断信号的高、低电平可以用来表示是否有中断需要处理器注意以处理特定的事件(比如，外设数据准备好了的事件)。

由此看来，中断的引入能大大的提高处理器的运用效率。为了使用处理器上的中断，一开始我们需要初始化好处理器的中断控制器，比如安装好所需的中断服务程序或称之为ISR(Interrupt Service Routine)，然后，打开中断屏蔽位。中断服务程序中需要做如下的操作：

1. 从外设读入或向外设写数据。读还是写通常需要读取外设的中断状态寄存器来决定。

2. 清除外设的中断信号。我们知道，中断信号是由外设芯片驱动的，为了告诉外设芯片，处理器已经处理完了所需做的工作，那么处理器需要通过一定的方式通知外设芯片。这种方式就是向外设芯片的寄存器中的某一位写入一个数据，比如，可能是写入1表示清中断，也可能是写入0表示清中断，这通常在外设的数据手册中能查到。当外设收到了处理器的清中断请求后，其就会驱动中断线使其无效。比如，一个外设的中断线是当其为低电平表示有中断，将其从低电平变为高电平就是驱动为无效。

3. 清除处理器的中断信号标识。处理器中往往也会保存外部中断信号是否发生过，当我们处理完了外设芯片的中断时，我们也需要清除处理器上的标识，从而为下一次中断做准备。需要注意的是，清外设的中断必须发生在请处理器中断标识之前。

中断还存在一个触发方式问题。有两种触发方式 ，一种是电平触发，另一种是沿触发。电平触发是指电平的高低表示外设是否有中断，而沿触发则是能过中断线上的电平的升或降来表示的，显然，存在两种沿触发方式。一种是中断线从低电平变为高电平，我们称之为上升沿触发，另一处是中断线从高电平转换为低电平，我们称之为下降沿触发。总的来说中断的触发方式有电平触发、上升沿触发和下降沿触发。电平触发方式中处理中中断设置很重要的一个步骤。


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