嵌入式实验 中断实验报告

在本实验中，我们主要探讨的是嵌入式系统中的中断机制，特别是在微控制器环境中如何响应外部事件并处理它们。实验的目的是让学生深入理解中断向量表的结构、中断处理过程，以及如何编写中断处理程序。 中断向量表是微控制器在接收到中断请求时查找中断服务程序的地址表。在实验中，我们看到源代码中有不同类型的中断处理程序，如Reset_Handler、FIQ_Handler、IRQ_Handler等，这些都是中断向量表的一部分，它们分别对应处理器的复位、快速中断（FIQ）和普通中断（IRQ）。 实验要求学生修改源程序，使得按键1至16按下时，数码管能够显示对应的数字或字母（0-F）。这涉及到对中断处理程序的编程，通常需要设置中断服务例程来读取并解析来自键盘的中断请求。当按键被按下时，硬件会向微控制器发送中断请求，微控制器响应后，中断处理程序将被执行，识别出按键编号，并更新数码管的显示。 实验的提高部分，要求用FIQ（Fast Interrupt Request）方式替换IRQ方式来处理按键。FIQ是ARM处理器提供的优先级高于IRQ的中断类型，它用于处理需要快速响应的事件。通过FIQ，可以显著缩短中断处理时间，提高系统的实时性。实现这一功能，需要重新配置中断控制器（如ICMR）以启用FIQ，并设置相应的FIQ_Handler。 在程序编辑部分，可以看到一系列的IMPORT和EXPORT指令，用于导入和导出函数，这是链接时的符号引用。例如，`FIQ_Handler`是导出的函数，表示它是外部可调用的中断服务程序，而`import IRQ_Function`则表明需要使用到名为`IRQ_Function`的函数。 在中断处理流程中，通常包括以下几个步骤：中断请求、中断响应、保存现场、执行中断服务程序、恢复现场和中断退出。在实验代码中，可以看到`CPSR`寄存器的使用，这是处理器状态寄存器，用于切换处理器模式和管理中断。通过修改`CPSR`，可以开启或关闭中断，如`bic r1, r1, #0x40`禁用了FIQ。 实验还涉及到了GPIO（General Purpose Input/Output）初始化、内存初始化、堆栈初始化以及键盘初始化。这些是嵌入式系统中必不可少的部分，确保系统能够正确地与外部硬件交互和运行程序。 这个实验提供了一个实践平台，让学生在实际操作中理解和掌握嵌入式系统中断处理的核心概念和技术，同时锻炼了他们编写中断服务程序的能力，这对于嵌入式开发来说是非常重要的技能。