中断系统的结构可分为 硬件子系统和 软件子系统两部分,具体如下:
一、硬件子系统
中断装置 负责检测中断请求并将其传递给CPU。根据来源不同,可分为:
- 外部中断:
由外部设备(如键盘、定时器)触发,需通过中断控制器(如8051的INT0/INT1)响应。
- 内部中断:由CPU内部事件(如定时器溢出、串行通信)直接触发,信号直接送至NMI引脚。
中断控制寄存器 用于管理中断请求,主要功能包括:
- 中断允许控制寄存器(IE):
控制中断的开启与屏蔽。
- 中断优先级控制寄存器(IP):设置中断的优先级,决定中断处理顺序。
二、软件子系统
中断响应 CPU在接收到中断请求后,需暂停当前任务,保存现场信息,并跳转至中断处理程序。此过程由硬件自动完成。
中断处理程序
执行针对具体中断源的处理逻辑,例如:
- 读取外部设备数据
- 处理硬件故障
- 执行定时任务。
中断返回与恢复
处理完毕后,CPU需恢复现场信息并返回原任务执行。此过程由硬件自动完成。
补充说明
中断源分类: 除上述常见类型外,还包括串行口中断(RI/TI)、定时器溢出中断(TF0/TF1)等。 优先级管理
中断系统通过硬件与软件的协同工作,实现对外部事件的及时响应,是计算机实时性和效率的核心保障。