NIOS中断实验按键实验学习

《NIOS中断实验按键实验学习》在嵌入式系统设计中，中断处理是一项至关重要的技术，它使得处理器能够及时响应外部硬件事件，提高系统的实时性。本实验以NIOS II处理器为例，介绍了一个简单的按键中断控制实验，帮助初学者理解中断机制的基本原理和应用。中断系统在计算机系统中扮演着“信号灯”的角色，当硬件设备有新的事件（如按键被按下）发生时，它会通过中断请求向CPU发出通知，CPU则中断当前执行的任务，转而执行中断服务程序来处理这些事件。这类似于现实生活中的服务请求机制，客户无需主动询问服务是否可用，只需等待服务人员主动提供服务。在8086/8088这样的早期微处理器中，中断向量表位于内存的前1KB区域，每个中断向量包含两个部分：段选择子（CS）和偏移地址（IP），它们共同构成了中断服务程序的入口地址。而在后来的处理器，如80286及以后的型号，由于引入了保护模式，中断寻址方式变得更加复杂，但基本原理保持不变，即通过中断向量找到服务程序的地址。对于使用NIOS II处理器的系统，中断处理同样基于中断向量表，只不过这个表通常在固件层由库函数管理。在C程序中，我们可以通过HAL库提供的函数`alt_irq_register`来注册中断源和对应的中断服务程序。在这个实验中，`ISR_ButtonDown`是一个中断服务例程，当按键中断发生时，它会被调用来处理按键事件，如改变LED的状态。在实验的初始化阶段，我们需要设置IO接口的方向寄存器、中断屏蔽寄存器和边缘捕获寄存器。方向寄存器决定了输入输出的方向，中断屏蔽寄存器用于开启或关闭特定中断，而边缘捕获寄存器则用于检测信号的上升沿或下降沿，触发中断。例如，以下代码展示了如何初始化中断处理： ```c void Init_Interrupt() { IOWR(BUTTON_PIO_BASE,1,0x00); //设置按钮IO为输入IOWR(BUTTON_PIO_BASE,2,0x01); //开启按钮中断IOWR(BUTTON_PIO_BASE,3,0x00); //清除中断标志alt_irq_register(BUTTON_PIO_IRQ, 0, ISR_ButtonDown); //注册中断服务例程} ```在`main`函数中，我们启动中断处理并设置LED的初始状态。一旦按键中断发生，`ISR_ButtonDown`将被调用，更新LED的状态。这个实验的关键在于理解中断服务程序的工作流程和如何通过库函数配置中断系统。通过这个简单的按键中断实验，学习者可以深入理解中断处理的基本概念，并为更复杂的系统设计打下基础。在实际项目中，中断机制常用于实现实时任务调度、设备驱动和其他高效能的需求，因此掌握中断处理是成为专业嵌入式工程师必不可少的技能之一。