《嵌入式系统实现》课件—04定时器及其中断
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嵌入式 中断管理.ppt
继续执行。
中断服务程序ISR
非预料事件是指事件发生的时间无法预知 即中断源何时产生中断不确定，是随机的。
但事件的性质及处理方法则是已知的，确定的 即中断服务程序是事先编写好的,只是何时
执行未知。 中断源产生中断的随机性使中断服务程序的执行也 具有随机性
即何时执行中断服务程序不是在程序中安排好 的。
中断服务程序ISR
中断服务程序的主要内容：
– 保存上下文：保存中断服务程序将要使用的所有寄存 器的内容，以便于在退出中断服务程序之前进行恢复 ；
– 如果中断向量被多个设备所共享，为了确定产生该中 断信号的设备，需要轮询这些设备的中断状态寄存器 ；
– 获取中断相关的其他信息； – 对中断进行具体的处理； – 恢复保存的上下文； – 执行中断返回指令，使CPU的控制返回到被中断的程序
向量对应中断服务程序入口地址的内存区域被 称为中断向量表。
中断和指令周期
取周期
执行周 期
中断周 期
开始
取指令
不允许 中断
执行指令
检查中断 处理中断
停止
允许中 断
中断和指令周期
中断判优
B
中断系统的功能
中断请求 A
中断过程
C 中断响应
中断返回 E
D
中断服务
取下一条指令 N N
中断源提出中断请求
指令结束？ Y
– 获取中断嵌套层次。在允许中断嵌套的处理中，获取 当前的中断嵌套层次信息；
– 开中断； – 关中断。
任务 中断服务程序1 中断服务程序2 中断服务程序3
中断时序
时间
中断嵌套
后台程序
中断请求
时间
CPU上下文保存
中断时序
中断服务程序ISR
非预料事件是指事件发生的时间无法预知 即中断源何时产生中断不确定，是随机的。
但事件的性质及处理方法则是已知的，确定的 即中断服务程序是事先编写好的,只是何时
执行未知。 中断源产生中断的随机性使中断服务程序的执行也 具有随机性
即何时执行中断服务程序不是在程序中安排好 的。
中断服务程序ISR
中断服务程序的主要内容：
– 保存上下文：保存中断服务程序将要使用的所有寄存 器的内容，以便于在退出中断服务程序之前进行恢复 ；
– 如果中断向量被多个设备所共享，为了确定产生该中 断信号的设备，需要轮询这些设备的中断状态寄存器 ；
– 获取中断相关的其他信息； – 对中断进行具体的处理； – 恢复保存的上下文； – 执行中断返回指令，使CPU的控制返回到被中断的程序
向量对应中断服务程序入口地址的内存区域被 称为中断向量表。
中断和指令周期
取周期
执行周 期
中断周 期
开始
取指令
不允许 中断
执行指令
检查中断 处理中断
停止
允许中 断
中断和指令周期
中断判优
B
中断系统的功能
中断请求 A
中断过程
C 中断响应
中断返回 E
D
中断服务
取下一条指令 N N
中断源提出中断请求
指令结束？ Y
– 获取中断嵌套层次。在允许中断嵌套的处理中，获取 当前的中断嵌套层次信息；
– 开中断； – 关中断。
任务 中断服务程序1 中断服务程序2 中断服务程序3
中断时序
时间
中断嵌套
后台程序
中断请求
时间
CPU上下文保存
中断时序
定时器和中断精讲课件
根据中断源、中断方式、中断优先级等不同标准，中断可以 分为多种类型。例如，按中断源可分为硬件中断和软件中断； 按中断方式可分为脉冲中断和电平中断等。
中断优先级
在同一时刻，多个中断源同时请求中断时，系统会根据中断 优先级来决定先处理哪个中断。中断优先级高的中断会打断 优先级低的中断的处理过程。
04
中断处理过程详解
编写步 骤
中断服务程序的编写一般包括 保存现场、处理中断事件、恢 复现场和退出中断四个步骤。
处理中断事件
根据具体的中断事件进行处理， 如定时器溢出、外设数据传输 完成等。
退出中断
退出中断服务程序后，CPU会 继续执行原来的程序。
05
定时器和中断的应用场景
定时器的应用场景
01
02
03
时间间隔测量
定时器可以用于精确测量 两个事件之间的时间间隔， 常用于计算速度、频率等。
用于将系统时钟分频， 为计数器提供时钟信号。
定时器的控制寄存器
控制寄存器A
用于控制定时器的启动、停止和 重置等操作。
控制寄存器B
用于设置定时器的计数模式和时 钟源等参数。
定时器的计数寄存器
• 计数寄存器：用于存储定时器的计数值，通常是一个二进 制计数器。
定时器的比较寄存器
• 比较寄存器：用于设置定时器的比较值，当计数 器的值与比较寄存器的值相等时，定时器溢出。
定时器和中断精讲课件
目 录
• 定时器简介 • 定时器详解 • 中断简介 • 中断处理过程详解 • 定时器和中断的应用场景 • 定时器和中断的编程实例
contents
01
定时器简介
定时器的定义和作用
定义
定时器是一种能够在特定时间间隔后自动计时的电路或处理器寄存器。
中断优先级
在同一时刻，多个中断源同时请求中断时，系统会根据中断 优先级来决定先处理哪个中断。中断优先级高的中断会打断 优先级低的中断的处理过程。
04
中断处理过程详解
编写步 骤
中断服务程序的编写一般包括 保存现场、处理中断事件、恢 复现场和退出中断四个步骤。
处理中断事件
根据具体的中断事件进行处理， 如定时器溢出、外设数据传输 完成等。
退出中断
退出中断服务程序后，CPU会 继续执行原来的程序。
05
定时器和中断的应用场景
定时器的应用场景
01
02
03
时间间隔测量
定时器可以用于精确测量 两个事件之间的时间间隔， 常用于计算速度、频率等。
用于将系统时钟分频， 为计数器提供时钟信号。
定时器的控制寄存器
控制寄存器A
用于控制定时器的启动、停止和 重置等操作。
控制寄存器B
用于设置定时器的计数模式和时 钟源等参数。
定时器的计数寄存器
• 计数寄存器：用于存储定时器的计数值，通常是一个二进 制计数器。
定时器的比较寄存器
• 比较寄存器：用于设置定时器的比较值，当计数 器的值与比较寄存器的值相等时，定时器溢出。
定时器和中断精讲课件
目 录
• 定时器简介 • 定时器详解 • 中断简介 • 中断处理过程详解 • 定时器和中断的应用场景 • 定时器和中断的编程实例
contents
01
定时器简介
定时器的定义和作用
定义
定时器是一种能够在特定时间间隔后自动计时的电路或处理器寄存器。
单片机嵌入式系统原理及应用单片机的定时器和计数器
定时器/计数器有多种工作模式 ，如计数模式、定时模式、自动
重载模式等。
定时器/计数器具有输入捕获功能 ，可以用于检测外部事件或信号
。
定时器/计数器具有输出比较功能 ，可以用于控制外部设备或产生
PWM信号。
03 单片机定时器与 计数器的应用
定时器的应用
实时时钟功能
单片机定时器可以用于提供实时时钟功能，通过定时中断，可以精确地控制时间间隔， 实现时间戳记录、事件触发等功能。
06 单片机定时器与 计数器的未来发 展与挑战
技术发展趋势和挑战
技术集成度更高
低功耗设计需求
随着半导体工艺的进步，单片机定时器与 计数器的集成度将越来越高，功能更加强 大。
随着物联网和智能设备的普及，对单片机 定时器与计数器的低功耗设计需求日益增 长，要求更高效的能源利用。
高精度时间测量
实时性能挑战
定义与特点
定义
单片机嵌入式系统是指将单片机嵌入 到某个硬件设备中，通过软件编程实 现特定的功能和控制。
特点
单片机嵌入式系统具有体积小、功耗 低、可靠性高、实时性强等特点，广 泛应用于智能家居、工业控制、医疗 设备等领域。
单片机在嵌入式系统中的应用
实现控制功能
单片机可以通过编程实现各种控 制逻辑和算法，对硬件设备进行 精确控制。
医疗电子
医疗电子领域对设备的安全性和精度要求极高，单片机定 时器与计数器需要满足高标准的技术要求，以确保医疗设 备的正常运行。
工业自动化
工业自动化领域对单片机定时器与计数器的可靠性和稳定 性要求较高，需要不断改进技术以满足生产线的精确控制 需求。
物联网
物联网技术的发展为单片机定时器与计数器提供了广阔的 应用前景，需要应对大规模设备连接和数据处理的挑战。
嵌入式系统教学课件：第八讲 嵌入式软件编程-中断和时间管理
OS_ENTER_CRITICAL(); if ((OSRdyTbl[OSTCBCur->OSTCBY] &=
~OSTCBCur->OSTCBBitX) == 0) {
OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY; } OSTCBCur->OSTCBDly = ticks; OS_EXIT_CRITICAL(); OSSched(); } }
/* 初始化uC/OS-II*/
/* 应用程序初始化代码... */
/* 调用OSTaskCreate()创建至少一个任务*/
允许时钟节拍中断; /* 错误！可能crash!*/
OSStart();
/* 开始多任务调度 */
}
26
系统的初始化与启动
在调用C/OS-II的任何其它服务之前，用户必须 首先调用系统初始化函数OSInit()来初始化 C/OS的所有变量和数据结构；
❖ 调用OSTimeDLY后，任务进入等待状态； ❖ 使用方法
void OSTimeDly (INT16U ticks); ticks表示需要延时的时间长度，用时钟节
拍的个数来表示。
17
OSTimeDLY()
void OSTimeDly (INT16U ticks) {
if (ticks > 0) {
任务的PC
高地址
堆栈的增长
12
时钟节拍
时钟节拍是一种特殊的中断，相当于操作 系统的心脏起搏器；
μC/OS需要用户提供周期性信号源，用于 实现时间延时和确认超时。节拍率应在10 到100Hz之间，时钟节拍率越高，系统的额 外负荷就越重；
时钟节拍的实际频率取决于用户应用程序 的精度。时钟节拍源可以是专门的硬件定 时器，或是来自50/60Hz交流电源的信号。
~OSTCBCur->OSTCBBitX) == 0) {
OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY; } OSTCBCur->OSTCBDly = ticks; OS_EXIT_CRITICAL(); OSSched(); } }
/* 初始化uC/OS-II*/
/* 应用程序初始化代码... */
/* 调用OSTaskCreate()创建至少一个任务*/
允许时钟节拍中断; /* 错误！可能crash!*/
OSStart();
/* 开始多任务调度 */
}
26
系统的初始化与启动
在调用C/OS-II的任何其它服务之前，用户必须 首先调用系统初始化函数OSInit()来初始化 C/OS的所有变量和数据结构；
❖ 调用OSTimeDLY后，任务进入等待状态； ❖ 使用方法
void OSTimeDly (INT16U ticks); ticks表示需要延时的时间长度，用时钟节
拍的个数来表示。
17
OSTimeDLY()
void OSTimeDly (INT16U ticks) {
if (ticks > 0) {
任务的PC
高地址
堆栈的增长
12
时钟节拍
时钟节拍是一种特殊的中断，相当于操作 系统的心脏起搏器；
μC/OS需要用户提供周期性信号源，用于 实现时间延时和确认超时。节拍率应在10 到100Hz之间，时钟节拍率越高，系统的额 外负荷就越重；
时钟节拍的实际频率取决于用户应用程序 的精度。时钟节拍源可以是专门的硬件定 时器，或是来自50/60Hz交流电源的信号。
嵌入式- 定时器中断实验
定时器中断实验实验目的：1掌握IO口的使用2掌握中断处理程序编写3掌握定时器的使用实验器材：Sinosys-EA2440实验箱PC机实验原理：S3C2440A 有5 个16 位定时器。
其中定时器0、1、2 和3 具有脉宽调制（PWM）功能。
定时器4 是一个无输出引脚的内部定时器。
定时器0还包含用于大电流驱动的死区发生器。
定时器0 和1 共用一个8位预分频器，定时器2、3 和4 共用另外的8 位预分频器。
每个定时器都有一个可以生成5 种不同分频信号（1/2，1/4，1/8，1/16 和TCLK）的时钟分频器。
每个定时器模块从相应8 位预分频器得到时钟的时钟分频器中得到其自己的时钟信号。
8 位预分频器是可编程的，并且按存储在TCFG0 和TCFG1 寄存器中的加载值来分频PCLK。
定时计数缓冲寄存器（TCNTBn）包含了一个当使能了定时器时的被加载到递减计数器中的初始值。
定时比较缓冲寄存器（TCMPBn）包含了一个被加载到比较寄存器中的与递减计数器相比较的初始值。
这种TCNTBn 和TCMPBn 的双缓冲特征保证了改变频率和占空比时定时器产生稳定的输出。
每个定时器有它自己的由定时器时钟驱动的16 位递减计数器。
当递减计数器到达零时，产生定时器中断请求通知CPU 定时器操作已经完成。
当定时器计数器到达零时，相应的TCNTBn 的值将自动被加载到递减计数器以继续下一次操作。
然而，如果定时器停止了，例如，在定时器运行模式期间清除TCONn 的定时器使能位，TCNTBn 的值将不会被重新加载到计数器中。
TCMPBn 的值是用于脉宽调制（PWM）。
当递减计数器的值与定时器控制逻辑中的比较寄存器的值相匹配时定时器控制逻辑改变输出电平。
因此，比较寄存器决定PWM 输出的开启时间（或关闭时间）。
如图1.1：1.1定时器结构图实验总结：打开Timer.c文件，可以看到，在Test_TimerInt 子函数中首先打开定时器中断，此函数由main主函数所调用。
单片机第四章定时器串行口及中断系统ppt课件
第4章 定时器、串行口及中断系统
4.1 MCS-51单片机的中断系统 4.2 MCS-51单片机片内定时器/计数 4.3 MCS-51单片机片内串行口
.
1
定时/计数器（Timer/Counter）是单片机的一个重要 组成部分，在实际的应用中，通过定时或计数可以实现很 多重要的功能。
单片机应用系统中，经常需要和其它计算机进行数据通 信。MCS-51片内设立了一个可编程的全双工串行通信接 口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移 位寄存器。
1、 中断允许控制
CPU对中断系统所有中断，以及某个中断源的开放和屏蔽 是由中断允许寄存器IE控制的。IE字节地址A8H，位地址 为AFH~A8H，IE位结构如下表所示：
位地址 AFH 位名称 EA
ACH ABH AAH A9H A8H ES ET1 EX1 ET0 EX0
.
9
各位的含义如下：
EX0(IE.0) 外部中断0允许位。EX0=0，禁止外部中断0 中断；EX0=1允许外部中断0中断。 ET0(IE.1) 定时/计数器T0中断允许位。ET0=0，禁止T0 中断；ET0=1，允许T0中断。 EX1(IE.2) 外部中断1允许位。EX1=0，禁止外部中断1 中断；EX1=1，允许外部中断1中断。 ET1(IE.3) 定时/计数器T1中断允许位。ET1=0，禁止T1 中断；ET1=1，允许T1中断。 ES（IE.4） 串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中 断；ES=1允许串行口中断。 EA (IE.7) CPU中断允许（总允许）位。EA=0，屏蔽所 有的中断请求；EA=1，开放中断。
4.1.1.1 中断系统的基本概念
中断是指CPU正在处理某任 务的过程中, 由于计算机系统内、 外的某种原因,发生的某一事件 请求CPU及时处理，于是CPU 暂时中止当前的工作，自动转 去处理所发生的事件。处理完 该事件后，再返回到原来被中 止的断点处继续工作，这样的 过程称为中断。
4.1 MCS-51单片机的中断系统 4.2 MCS-51单片机片内定时器/计数 4.3 MCS-51单片机片内串行口
.
1
定时/计数器（Timer/Counter）是单片机的一个重要 组成部分，在实际的应用中，通过定时或计数可以实现很 多重要的功能。
单片机应用系统中，经常需要和其它计算机进行数据通 信。MCS-51片内设立了一个可编程的全双工串行通信接 口，可作为通用异步接收/发送器UART，也可作为同步移 位寄存器。
1、 中断允许控制
CPU对中断系统所有中断，以及某个中断源的开放和屏蔽 是由中断允许寄存器IE控制的。IE字节地址A8H，位地址 为AFH~A8H，IE位结构如下表所示：
位地址 AFH 位名称 EA
ACH ABH AAH A9H A8H ES ET1 EX1 ET0 EX0
.
9
各位的含义如下：
EX0(IE.0) 外部中断0允许位。EX0=0，禁止外部中断0 中断；EX0=1允许外部中断0中断。 ET0(IE.1) 定时/计数器T0中断允许位。ET0=0，禁止T0 中断；ET0=1，允许T0中断。 EX1(IE.2) 外部中断1允许位。EX1=0，禁止外部中断1 中断；EX1=1，允许外部中断1中断。 ET1(IE.3) 定时/计数器T1中断允许位。ET1=0，禁止T1 中断；ET1=1，允许T1中断。 ES（IE.4） 串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中 断；ES=1允许串行口中断。 EA (IE.7) CPU中断允许（总允许）位。EA=0，屏蔽所 有的中断请求；EA=1，开放中断。
4.1.1.1 中断系统的基本概念
中断是指CPU正在处理某任 务的过程中, 由于计算机系统内、 外的某种原因,发生的某一事件 请求CPU及时处理，于是CPU 暂时中止当前的工作，自动转 去处理所发生的事件。处理完 该事件后，再返回到原来被中 止的断点处继续工作，这样的 过程称为中断。
嵌入式教学-第六章 定时器ppt课件
选择定时还是 计数功能
预分频器〔TnPR、TnPC〕 计数器控制存放器(TnCTCR)
计数功能模块
PCLK
留意：n = 0、1、2、3
目录
1
定时器/计数器概述
2
定时器/计数器内部构造
3
定时器/计数器功能描画
4
定时器/计数器运用方案
计数功能模块
1. 预分频器
定时器/计数器带有一个 32位可编程预分频器，PC每 经过PR+1个PCLK周期TC就 加1。
时钟
定时器/计数器概述
特性
4个32位可编程定时器/计数器，带有32位预分频器 4个定时器/计数器均具有捕获、匹配功能 每路最少有2个捕获输入和2个匹配输出，引脚可配置
运用： 数字频率计 智能家用电器 定时控制设备
目录
1
定时器/计数器概述
2
定时器/计数器内部构造
3
定时器/计数器功能描画
4
定时器/计数器运用方案
/* 启动定时器
*/
}
运用方案
3. 定时器中断效力函数每隔1秒执行LED亮灭操作
中断效力函数：
void timer0Isr(void)
{
T0IR = 0x01;
/* 去除中断标志
*/
LEDON();
/* LED灯亮
*/
DelayMS(400);
/* 延时400ms
*/
LEDOFF();
/* LED灯灭
定时器/计数器任务方式配置 匹配控制存放器设置 中断功能效力函数设置 启动定时器使能
运用方案
定时器0初始化：
void Time0Init(void) {
T0TCR = 0x02; T0IR = 1; T0CTCR = 0; T0TC = 0; T0PR = 0; T0MR0 = FPCLK; T0MCR = 0x03;
第五章定时计数器与中断系统精品PPT课件
因定时/计数器T1的控制位TF1和TR1被TH0计
数时占用，所以T1无工作方式3。
一般情况下，方式3用于串行通信波特率发生时
选用。
返回本节
5.1.3 定时/计数器控制寄存器
单片机应用技术
定时器共有2个控制寄存器TMOD和TCON，由 软件写入TMOD和TCON 两个8位寄存器，设置各 个定时器的操作模式和控制功能。
2．方式1
单片机应用技术
当GATE = 0时，经非门后，或门输出1，这样 TRx将直接控制定时器的启动和关闭。这时如果 TRx=1，则接通控制开关，定时器从初值开始计数直 至溢出。溢出时，16位计数器为0，TFx置位，并申 请中断。如要循环计数，则计数器需重置初值，且需 用软件将TFx复位。TRx=0，则与门被封锁，控制开 关被关断，停止计数。
图5-2 定时/计数器T1（T0）工作模式1
2．方式1
单片机应用技术
当C/T =0时，多路开关连接12分频器输出，计 数器对机器周期计数，此时为定时器。
当C/T =1时，多路开关与Tx相连，外部计数脉 冲由Tx脚输入，当外部信号电平发生由1到0的负跳 变时，计数器加1，此时为计数器。
方式1下的计数器，其最大计数脉冲为65536。 因此其最长定时时间(晶振为12 MHz时)为： T×65536= 65.536 ms，其中T为机器周期，是晶振 周期的12分频，当晶振为12 MHz时T=1 s。
数启动，TRx=0计数停止。这种方式实际上是用软 件控制启动、停止计数的。
2) 门控方式 当GATE=1、TRx=1时，控制权由INTx决定， INTx=1计数启动，INTx=0计数停止。这种方式实 际上是用外部硬件INTx引脚控制启动、停止计数的。
3．方式2
第五章 嵌入式技术及应用定时器,中断
8位方式寄存器TMOD8位控制寄存器TCON加1计数器溢出中断标志启动方式：①GATE i =0时，由TR i 控制；②GATE i =1时，由TR i 和INT i 双重控制。
第2种启动方式用于测量INT i 上的脉冲宽度。
加1计数器溢出中断标志中断中断M0M1C/T GATE M0M1C/T GATE (89H)D0D1D2D3D4D5D6D7TMOD 定时器T0定时器T1GATE：门控信号C/T：定时器/计数器选择位M1 M0 工作模式选择位TF0TR1TF1TR0IE1IE0IT1IT0000111111001 1100B例1:若利用T1工作于方式1定时100ms 有：例2：测量INT (P3.2)C/T=0INT 0011N ；等待INT0变低；为T0的启动作准备；等待INT0引脚变高；等待INT0变低；T0停止工作；存放结果例3：GATE=0 C/T=0 M1M0=01 TC=3CB0HGATE=0 C/T=1 M1M0=01 TC=0000H；等待100ms到；溢出标志清0；重装时间常数；延时1秒等待；1秒时间到，T1停止计数；存结果INT1TCONT1请求有/无T0请求有/无INT1有/无跳沿INT0触方式选择INT0有/无地址：88H复位值：00HIT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1TCONTR0 和TR1 为定时器T0和T1的工作启动和停止控制。
IE RI TISCON EX0ET0EX1ET1ES ——EA IE 地址：A8H复位值：00HIP PX0PT0PX1PT1PS ———IP 地址：B8H复位值：00HMCS--51系列单片机的中断结构图外部电平中断请求的撤除ANL P1,#0FEHORL P1,#01H用户对中断的控制和管理，实际是对4个与中断有关的寄存器IE、TCON、IP、SCON进行控制或管理。
这几个寄存器在单片机复位时是清零的，因此必须根据需要对这几个寄存器的有关位进行预置。
ch6_中断与定时技术 嵌入式系统原理与应用技术 教学课件
(5) 返回, 此时 CPU将推入到堆栈的断点地址弹回到程序计数 器, 从而使CPU继续执行刚才被中断的程序。
2020/10/1
10
S3C2410中断系统
S3C2410X中断控制器有56个中断源，对外提供24 个外中断输入引脚，内部所有设备都有中断请求 信号，例如DMA控制器、UART、IIC等等。 S3C2410X的ARM920T内核有两个中断，IRQ中断和 快速中断FIQ。 中断仲裁：当中断控制器接收到多个中断请求时 ，其内的优先级仲裁器裁决后向CPU发出优先级最 高的中断请求信号或快速中断请求信号。
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 X EINT3 X EINT2 X EINT1 X EINT0
EINT0~7---中断请求信号触发方式选择
000：低电平触发
001：高电平触发
01x：下降沿触发
10x：上升沿触发
11x：双边沿触发
第3、7、11、15、19、23、27、31位---保留
2020/10/1
15
（2）EXTINT1---外中断触发方式控制寄存器1
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 X EINT15 X EINT14 X EINT13 X EINT12
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 X EINT11 X EINT10 X EINT9 X EINT8
(2) 保护现场, 在保护现场前, 一般要关中断, 以防止现场被破坏 。保护现场是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推入堆栈。
(3) 中断服务, 即为相应的中断源服务。
(4) 恢复现场, 用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来, 在恢 复现场前要关中断, 以防止现场被破坏。在恢复现场后应及时开 中断。
2020/10/1
10
S3C2410中断系统
S3C2410X中断控制器有56个中断源，对外提供24 个外中断输入引脚，内部所有设备都有中断请求 信号，例如DMA控制器、UART、IIC等等。 S3C2410X的ARM920T内核有两个中断，IRQ中断和 快速中断FIQ。 中断仲裁：当中断控制器接收到多个中断请求时 ，其内的优先级仲裁器裁决后向CPU发出优先级最 高的中断请求信号或快速中断请求信号。
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 X EINT3 X EINT2 X EINT1 X EINT0
EINT0~7---中断请求信号触发方式选择
000：低电平触发
001：高电平触发
01x：下降沿触发
10x：上升沿触发
11x：双边沿触发
第3、7、11、15、19、23、27、31位---保留
2020/10/1
15
（2）EXTINT1---外中断触发方式控制寄存器1
31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 X EINT15 X EINT14 X EINT13 X EINT12
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 X EINT11 X EINT10 X EINT9 X EINT8
(2) 保护现场, 在保护现场前, 一般要关中断, 以防止现场被破坏 。保护现场是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推入堆栈。
(3) 中断服务, 即为相应的中断源服务。
(4) 恢复现场, 用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来, 在恢 复现场前要关中断, 以防止现场被破坏。在恢复现场后应及时开 中断。
单片机原理与嵌入式设计【ch05】定时器与计数器中断 培训教学课件
中断系统
中断请求的撤销
外部中断请求的撤销
外部中断请求有两种触发方式:电平触发和下降沿触发。不同触发方式的中断撤销 方法不同。 在下降沿触发方式的中断请求撤销包括两项:中断请求标志位清零和外部中断信号 的撤销。外部中断标志IEO/E1是依靠CPU两次检测到INTO/NT1上的触发电平状 态不同而置位的。因此,芯片设计者使CPU在响应中断时自动复位IEO/E1，就撤销 了IEO/E1上的中断请求。此外,外部中断请求是下降沿信号，由于下降沿信号在触 发过后就会消失，所以下降沿触发方式的外部中断请求也是自动撤销的。
可编程定时器/计数器是使用专用的定时器/计数器芯片来实现的,其特点是通过 对系统时钟脉冲进行计数实现定时，定时的时间长短可以通过程序来设定,方便 灵活。
定时器/计数器
概述
8051单片机内部的可编程定时器/计数器在计数满值回零时会自动产生溢出中 断请求,两个定时器/计数器均可设定为定时器模式和计数器模式，在这两种模 式下均可设定4种工作方式,通过对控制寄存器的编程，修改特殊功能寄存器中 的控制字及状态，即可实现各种方式的选择,此外，计数初值也是通过程序写入 定时器/计数器的寄存器来设定的。
中断优先级关系遵循以下两条规则。
➢ 低优先级中断可以被高优先级中断打断，但高优先级中断不能被 低优先级中断打断。
中断系统
中断控制
中断优先级控制寄存器（IP)
8051单片机的中断请求设置了两个优先级，由P把各中断源的优先级分为 高、低。中断优先级的提出方便实现两级中断嵌套，即单片机在执行低优 先级的中断服务时，高优先级的中断可以打断低优先级的中断，待高优先 级中断执行完毕后，CPU再返回执行低优先级的中断服务。
中断系统
中断控制
《嵌入式系统中断》PPT课件
在对下一条指令执行前，CPU先要判 断在执行当ຫໍສະໝຸດ 指令的过程中是否发生 了中断或异常。
如果发生了一个中断或异常，那么 CPU将做以下事情 ：
精选PPT
23
中断和异常处理中CPU的工作
确定所发生中断或异常的向量i（在0～255之间） 通过IDTR寄存器找到IDT表，读取IDT表第i项（或叫第i个
mask：在x86或者体系结构无关的代码中不会使用（除非将其设置为 0）；只有在SPARC64的移植版本中要跟踪有关软盘的信息时才会使 用它。
name：产生中断的硬件设备的名字。因为不止一个硬件可以共享一 个IRQ。
dev_id：标识硬件类型的一个唯一的ID。Linux支持的所有硬件设备 的每一种类型，都有一个由制造厂商定义的在此成员中记录的设备ID。
指向irqaction描述符链表的下一个元素中断线共享的数据结构初始化idt表之后必须通过requestirq数将相应的中断服务例程挂入中断请求队列即对其进行注册在关闭设备时必须通过调用freeirq函数释放所申请的中断请求号注册中断服务例程requestirqunsignedintirqvoidhandlerintvoidstructptregsunsignedlongirqflagsconstchardevnamevoiddevidcpu从中断控制器的一个端口取得中断向量i根据i从中断描述符表idt中找到相应的中断从中断门获得中断处理程序的入口地址判断是否要进行堆栈切换调用doirq对所接收的中断进行应答调用handleirqevent来运行对应的中断服务例程中断处理程序的执行当处理所有外设中断请求的函数doirq执行时内核栈顶包含的就是doirq的返回地址这个地址指向retfromintr从中断返回时cpu要调用恢复中断现场的宏restoreall彻底从中断返回
如果发生了一个中断或异常，那么 CPU将做以下事情 ：
精选PPT
23
中断和异常处理中CPU的工作
确定所发生中断或异常的向量i（在0～255之间） 通过IDTR寄存器找到IDT表，读取IDT表第i项（或叫第i个
mask：在x86或者体系结构无关的代码中不会使用（除非将其设置为 0）；只有在SPARC64的移植版本中要跟踪有关软盘的信息时才会使 用它。
name：产生中断的硬件设备的名字。因为不止一个硬件可以共享一 个IRQ。
dev_id：标识硬件类型的一个唯一的ID。Linux支持的所有硬件设备 的每一种类型，都有一个由制造厂商定义的在此成员中记录的设备ID。
指向irqaction描述符链表的下一个元素中断线共享的数据结构初始化idt表之后必须通过requestirq数将相应的中断服务例程挂入中断请求队列即对其进行注册在关闭设备时必须通过调用freeirq函数释放所申请的中断请求号注册中断服务例程requestirqunsignedintirqvoidhandlerintvoidstructptregsunsignedlongirqflagsconstchardevnamevoiddevidcpu从中断控制器的一个端口取得中断向量i根据i从中断描述符表idt中找到相应的中断从中断门获得中断处理程序的入口地址判断是否要进行堆栈切换调用doirq对所接收的中断进行应答调用handleirqevent来运行对应的中断服务例程中断处理程序的执行当处理所有外设中断请求的函数doirq执行时内核栈顶包含的就是doirq的返回地址这个地址指向retfromintr从中断返回时cpu要调用恢复中断现场的宏restoreall彻底从中断返回
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定时器及其中断
何为定时器？
❖ 定时器就如同一个杯子，一个容器 ❖ 中间哪条线就如同初值
❖ STM32F103有8个16位的定时器TIM1～ TIM8
❖ TIM1和TIM8为高级定时器（定时、比较、 PWM 、死区时间控制）
❖ TIM6和TIM7是基本定时器（定时功能） ❖ TIM2～TIM5为通用定时器（定时、比较、
❖ 而在TIMxCNT计数的同时，TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器 TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较，当脉冲计数器TIMx_CNT的数 值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时，输出高电平（或低电平），相反 地，当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时，输出低电平（ 或高电平）。
模拟仿真图 实测图
❖ TIM6和TIM7是基本定时器（不能产生PWM） ❖ TIM2～TIM5为通用定时器（可产生PWM） ❖ TIM1\TIM8是高级定时器（可产生PWM）
TIM1的独立通道是PA8、PA9、PA10、PA11； TIM2的独立通道是PA0、PA1、PA2、PA3； TIM3的独立通道是PA6、PA7、PB0、PB1。 具体见《 STM32F10xxx参考手册.pdf》(754页)
❖ 向上计数：从0开始计数并且产生一个计数器溢 出事件
❖ 16位自动重装载累加计数器
❖ 定时器：对内部的时钟计数（脉冲），因此，需 要确定内部时钟的周期等；需要确定触发方式
定时器及PWM产生
❖ 定时器的基本用法是定时器中断， 即当计数溢出时，产生定时器中断 ，因而周期性的去中断处理函数做 一些事情
❖ 如此循环，得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值 (N+1)乘以触发脉冲的时钟周期，其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR 的值A乘以触发脉冲的时钟周期，即输出PWM的占空比为 A/(N+1) 。
PWM模拟仿真
0x1F3=998/2
998*99/100=0x3DC
PWM）
❖ 4个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可 以用来作为输入捕获、输出比较、PWM生成(边 缘或中间对齐模式) 和单脉冲模式输出等
普通定时器应用距离：TIM6的定时器中断
❖ 打开时钟、配置中断向量表、配置定时器、使能中断、使能计数器
❖ 中断源及中断标志？优先级、使能中断通道、初 始化
通用定时器和高级定时器
❖ TIM2～TIM5为通用定时器
❖ TIM1\TIM8是高级定时器
利用TIM2产生PWM
❖工程结构
gpio.c加入的原因？ rcc.c加入的原因？ tim.c加入的原因？
❖ 定时器功能：计数器+中断 ❖ PWM功能：计数器+比较器
谁和谁比较？
如何生成PWM脉冲
谢谢！欢迎批评指正！
❖ 通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出，在配置为比较输出、PWM 输出功能时，捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能，下面把它简称 为比较寄存器。
❖ 这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程：若配置脉冲计数器 TIMx_CNT为向上计数，而重载寄存器TIMx_ARR被配置为N，即 TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加，当 TIMx_CNT的数值X大于N时，会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。
❖ PWM波的产生也需要用到定时器 的计数功能，只是多了一个比较寄 存器
PWM波的应用
❖ 智能小车的电机控制：可以利用pwm来控制的 智能小车的车速；
❖ 机器人：pwm波就可以控制“机器人关节”舵 机的转动角度；
❖ 呼吸灯：输入不同的pwm波就可以达到明暗渐 明渐
何为定时器？
❖ 定时器就如同一个杯子，一个容器 ❖ 中间哪条线就如同初值
❖ STM32F103有8个16位的定时器TIM1～ TIM8
❖ TIM1和TIM8为高级定时器（定时、比较、 PWM 、死区时间控制）
❖ TIM6和TIM7是基本定时器（定时功能） ❖ TIM2～TIM5为通用定时器（定时、比较、
❖ 而在TIMxCNT计数的同时，TIMxCNT的计数值X会与比较寄存器 TIMx_CCR预先存储了的数值A进行比较，当脉冲计数器TIMx_CNT的数 值X小于比较寄存器TIMx_CCR的值A时，输出高电平（或低电平），相反 地，当脉冲计数器的数值X大于或等于比较寄存器的值A时，输出低电平（ 或高电平）。
模拟仿真图 实测图
❖ TIM6和TIM7是基本定时器（不能产生PWM） ❖ TIM2～TIM5为通用定时器（可产生PWM） ❖ TIM1\TIM8是高级定时器（可产生PWM）
TIM1的独立通道是PA8、PA9、PA10、PA11； TIM2的独立通道是PA0、PA1、PA2、PA3； TIM3的独立通道是PA6、PA7、PB0、PB1。 具体见《 STM32F10xxx参考手册.pdf》(754页)
❖ 向上计数：从0开始计数并且产生一个计数器溢 出事件
❖ 16位自动重装载累加计数器
❖ 定时器：对内部的时钟计数（脉冲），因此，需 要确定内部时钟的周期等；需要确定触发方式
定时器及PWM产生
❖ 定时器的基本用法是定时器中断， 即当计数溢出时，产生定时器中断 ，因而周期性的去中断处理函数做 一些事情
❖ 如此循环，得到的输出脉冲周期就为重载寄存器TIMx_ARR存储的数值 (N+1)乘以触发脉冲的时钟周期，其脉冲宽度则为比较寄存器TIMx_CCR 的值A乘以触发脉冲的时钟周期，即输出PWM的占空比为 A/(N+1) 。
PWM模拟仿真
0x1F3=998/2
998*99/100=0x3DC
PWM）
❖ 4个独立通道（TIMx_CH1~4），这些通道可 以用来作为输入捕获、输出比较、PWM生成(边 缘或中间对齐模式) 和单脉冲模式输出等
普通定时器应用距离：TIM6的定时器中断
❖ 打开时钟、配置中断向量表、配置定时器、使能中断、使能计数器
❖ 中断源及中断标志？优先级、使能中断通道、初 始化
通用定时器和高级定时器
❖ TIM2～TIM5为通用定时器
❖ TIM1\TIM8是高级定时器
利用TIM2产生PWM
❖工程结构
gpio.c加入的原因？ rcc.c加入的原因？ tim.c加入的原因？
❖ 定时器功能：计数器+中断 ❖ PWM功能：计数器+比较器
谁和谁比较？
如何生成PWM脉冲
谢谢！欢迎批评指正！
❖ 通用定时器可以利用GPIO引脚进行脉冲输出，在配置为比较输出、PWM 输出功能时，捕获/比较寄存器TIMx_CCR被用作比较功能，下面把它简称 为比较寄存器。
❖ 这里直接举例说明定时器的PWM输出工作过程：若配置脉冲计数器 TIMx_CNT为向上计数，而重载寄存器TIMx_ARR被配置为N，即 TIMx_CNT的当前计数值数值X在TIMxCLK时钟源的驱动下不断累加，当 TIMx_CNT的数值X大于N时，会重置TIMx_CNT数值为0重新计数。
❖ PWM波的产生也需要用到定时器 的计数功能，只是多了一个比较寄 存器
PWM波的应用
❖ 智能小车的电机控制：可以利用pwm来控制的 智能小车的车速；
❖ 机器人：pwm波就可以控制“机器人关节”舵 机的转动角度；
❖ 呼吸灯：输入不同的pwm波就可以达到明暗渐 明渐