2.4. Контроллер прерываний

В МПС прерывание это запуск специальной подпрограммы (называемой «обработчиком прерывания»), который вызывается сигналом аппаратуры. На время выполнения этой подпрограммы реализация текущей программы останавливается. Термин «запрос на прерывание» используется потому, что иногда программа отказывается подтвердить прерывание и выполнить обработчик прерывания немедленно.

Механизм прерываний поддерживается на аппаратном уровне и позволяет реализовать как эффективное взаимодействие программ с операционной системой.

В зависимости от источника, прерывания классифицируются следующим образом:

- аппаратные, возникающие как реакция МП на физический сигнал от некоторого устройства (клавиатура, системный таймер и т. д.). По времени возникновения эти прерывания асинхронны, то есть происходят в случайные моменты времени;

- программные, которые вызываются искусственно с помощью соответствующей команды из программы. Они предназначены для выполнения некоторых действий операционной системы (ОС). Эти прерывания являются синхронными;

- исключения – разновидность программных прерываний, являющихся реакцией МП на нестандартную ситуацию, возникшую внутри МП во время выполнения некоторой команды программы.

Прерывания в МПС аналогичны прерываниям в повседневной жизни.

Классический пример прерывания телефонный звонок во время просмотра телевизионной передачи. Когда звонит телефон, у Вас есть три возможности. Первый – проигнорировать звонок. Второй – ответить на звонок, но сказать, что Вы перезвоните позже. Третий – ответить на звонок, отложив все текущие дела.

Обработчик прерывания всегда обеспечивает следующую последовательность действий (рис. 18):

- сохранить содержимое регистров контекста;

- сбросить контроллер прерываний и оборудование, вызвавшее запрос;

- обработать данные;

- восстановить содержимое регистров контекста;

- вернуться к прерванной программе.

Рис. 18. Выполнение прерывания

Регистры контекста – это регистры, определяющие текущее состояние выполнения основной программы. Обычно к их числу относятся ПС, регистры состояния и аккумуляторы. Другие регистры процессора, такие как индексные регистры, могут быть использованы в процессе обработки прерывания, поэтому их содержимое также необходимо сохранить. Все остальные регистры являются специфическими для конкретного МП и его применения.

2.5. Терминал

Терминалы МПС состоят из двух частей: клавиатуры и дисплея.

В о многих приложениях требуется производить управление и ввод данных с клавиатуры. Лучшим решением является использование матричной клавиатуры, которая представляет собой набор ключей, объединенных в ряды и столбцы (рис. 19).

Для чтения состояния определенного ключа на столбец подается сигнал, а затем считывается состояние рядов. Обычно ряды подключаются к высокому потенциалу, а опрашиваемый столбец соединяется с землей. Если при сканировании рядов считывается низкий уровень сигнала, то это означает, что ключ в данной позиции ряд/столбец замкнут.

Вероятно, самый простой способ вывода числовых десятичных и шестнадцатеричных данных – это использование 7-сегментного светодиодного индикатора. Светодиодные индикаторы до сих пор являются полезными приборами, которые могут быть включены в схему без больших усилий для создания ПО. Включая определенные светодиоды (зажигая сегменты), можно выводить десятичные числа.

К аждый светодиод в индикаторе имеет свой буквенный идентификатор (А, В, С, D, Е, F и G), и одна из ножек светодиода подключена к соответствующему внешнему выводу (рис. 20). Вторые ножки всех светодиодов соединены вместе и подключены к общему выводу. Этот общий вывод определяет тип индикатора: с общим катодом или с общим анодом. Подключение индикатора к МК осуществляется весьма просто: обычно индикатор подключают как семь или восемь независимых светодиодов.

Еще один способ отображения информации это жидко-кристаллические индикаторы, которые позволяют выводить очень специфичные сообщения, делая интерфейс с пользователем более дружественным. ЖКИ также весьма полезны для вывода сообщений о состоянии устройства и другой необходимой информации в процессе отладки приложения.

Большинство алфавитно-цифровых ЖКИ используют для управления контроллер Hitachi 44780 и реализуют общий интерфейс подключения. Благодаря этим обстоятельствам ЖКИ, обеспечивающие вывод от 8 до 80 символов), являются полностью взаимозаменяемыми.