C#如何调用中断

Windows中断编程

（加入日期:2001-4-27 点击数:26528）

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一、前 言

Windows提供强大的功能以及友好的图形用户界面(GUI)，使得它不仅广泛的用作管理事务型工作的支持平台，也被工业领域的工程人员所关注。但Windows3．1并非基于优先级来调度任务，无法立即响应外部事件中断，也就不能满足工业应用环境中实时事件处理和实时控制应用的要求。因此，如何在Windows环境中处理外部实时事件一直是技术人员尤其是实时领域工程人员所关注的问题。目前已有的方法大都采用内挂实时多任务内核的方式，如 windows的实时控制软件包FLX等，而iRMX实时 *** 作系统则把Windows3．1当作它的一个任务来运行。对于大型的工程项目，开发人员可采用购买实时软件然后集成方式。对中小项目，从投资上考虑就不很经济。如何寻找一种简明的方法来处理外部实时事件依然显得很必要。

本文首先阐述windows的消息机制及中断机制，然后结合DPMI接口，给出一种保护模式下中断程序的设计方法，以处理外部实时事件。经实际运行结果表明，该方法具有简洁、实用、可靠的特点，并同样可运行于Win95。

二、Windows的消息机制

Windows是一消息驱动式系统，。 Windows消息提供了应用程序与应用程序之间、应用程序与Windows系统之间进行通讯的于段。应用程序要实现的功能由消息来触发，并靠对消息的响应和处理来完成。

Windows系统中有两种消息队列，一种是系统消息队列，另一种是应用程序消息队列。计算机的所有输入设备由 Windows监控，当一个事件发生时，windows先将输入的消息放入系统消息队列中，然后再将输入的消息拷贝到相应的应用程序队列中”应用程序中的消息循环从它的消息队列中检索每一个消息并发送给相应的窗口函数中。一个事件的发生，到达处理它的窗口函数必须经历上述过程。值得注意的是消息的非抢先性，即不论事件的急与缓，总是按到达的先后排队(一些系统消息除外)，这就使得一些外部实时事件可能得不到及时的处理。

三、windows的保护模式及中断机制

1．Windows的保护模式

保护模式指的是线性地址由一个选择符间接生成的，该选择符指向描述表中的某一项；而实模式中则通过一个段／偏移量对来直接寻址。80386 (486) CPU提仪的保护模式能力包括一个64K的虚拟地址空间和一个4G的段尺寸。Windows3．1实现时有所差别，它支持标准模式和增强模式。标准模式针对286机器，不周本文探讨范围。增强模式是对386以上CPU而言，windows正是使用保护模式来打破lM的屏障并且执行简单的内存保护。它使用选择器、描述器和描述器表控制访问指定内存的位置和段。描述器表包括全局描述器表局部描述器表、中断描述器表。保护模式与实模式有许多不同。其中显著的差异是访问内存的机制不同。

2．中断机制

(1)实模式中断

为了便于理解，我们先回顾实模式中断。

在实模式下，中断向量表IVT起到相当重要的作用。无论来自外部硬件的中断或是内部的软中断INTn，在CPU中都产生同样的响应。

①CPU将当前的指令指针寄存器(IP)、代码段寄存器(CS)、标志寄存器压入堆栈。

②然后CPU使用 n值作为指向中断向量表IVT的索引，在IVT中找出服务例程的远地址。

②CPU将此远地垃装入CS：IP寄存器中，并开始执行服务例程。

④中断例程总以IRET指令结束。此指令使存在堆栈中的三个值d出并填入CS、IP和标志寄存器，CPU继续执行原来的指令。

(2)保护模式中断

保护模式中断过程与实模式中断过程类似，但它不再使用中断向量表IVT，而使用中断描述符表(IDT)。值得一提的是，Windows运行时IVT还存在，应用程序并不使用它，Windows仍然使用，但含义已不同‘

（1）IVT结构：IVT在RAM的 0000：0000之上，占据开始的1024字节。它仍然由 BIOS启动例程设置，由DOS填充到RAM中。

②IDT中断描述符表：保护模式下，Windows *** 作系统为实现中断机制而建立的一个特殊表，即中断描述符表IDT。该表被用来保存中断服务例程的线性地址，它们是真正的24位或32位地址，没有段：偏移值结构。中断描述器表最多可含有256个例

程说明，详细说明请见[3]。 IDT结构见图2。

②当中断或异常发生时，处理过程与实模式类丁当前的CS； IP值和标志寄存器值被存储。保存的内容还包括CPU其他内部寄存器的值，以及目

前正在被执行的任务的有关信息(若必须发生任务切换的话)。CPU设法获取中断向量后，以它为索引值查找IDT中的服务例程远地址，接着将控制转移到该处的服务例程。这是与实模式转移到IVT的不同所在。保护模式使用IDTR寄存器分配和定位内存中的IDT中断描述符表。IDT在内存中是可移动的，与 IVT固定在内存中刚好相反。 IDT中断描述符表在 Windows中起决定性的作用。理解了windows保护模式的中断机制。有助于我们理解中断服务程序的设计，它的关键就在于如何将服务例程的地址放入 IDT中断描述符表中。当中断发生时，如何将断点地址及CPU各寄存器值保护起来，中断结束时，如何将保护的值恢复。 windows系统本身并不提供实现上述功能的API，而DOS保护模式接口DPMI正具备了上述的功能。

下面我们首先介绍DPMI接口，然后基于它实现Windows下中断服务程序的设计。

四、DOS保护模式接口 DMPI Windows除了标准服务外，还支持一组特殊的DOS服务，称为DOS保护模式接口 DPMI，由一些INT2FH和INT31H服务组成。它使应用程序能够访问 PC系列计算机的扩充内存，同时维护系统的保护功能。 DPMI通过软件中断31h来定义了一个新的接口，使得保护模式的应用程序能够用它作分配内存，修改描述符以及调用实模式软件等工作。

Windows为应用程序提供 DPMI服务。即Windows是DPMI的宿主(host)，应用程序是DPMI的客户(client)，可通过INT31H调用得到DPMI服务。 INT 31H本身提供多功能。其中它的中断管理服务允许保护模式用于拦截实模式中断，并且挂住处理器异常。有些服务能够和 DPMI宿主合作，以维护应用程序的虚拟中断标志。

可以用INT31H来挂住保护模式中断向量，以中断方式处理外部实时事件。利用 INT 21H，功能0205H：设置保护模式中断向量，将特定中断的保护模式处理程序的地址置入中断向量里。调用方式：

AX＝0205H，BL＝中断号，CX：(E)DX＝中断处理程序选择符：偏移值。返回：执行成功CF＝清零，执行失败CF，置位。

挂住／解挂中断向量的时机很重要。主窗口第一次被创建时会传送它WM—CREATE消息，这时是挂住中断向量的最好时机。退出时需解挂向量，否则 Windows可能崩溃。上窗口接收到WM_DESTROY之后进行解挂工作,是最适合的。解挂向量可先用INT35H，0204H功能将老的中断向量保存，退出时用INT35H，0205H恢复。

五、编程实现

有了DPMI的支持，我们就可以很方便地处理数据采集、串行通信等工业过程中的实时事件。下面以Windows3．1平台下中断方式实现的串行通信为例，说明中断程序的编制和实现。为便于参考，给出了详细的代码。开发平台BC3．1／BC4．5，其本身支持0．9版的DPMI，无需运行其它支持 DPMI的软件。编程语言C，可与C＋＋混合编译。

初始化COM1，9600波特率，每字符8bits，1个停止位，中断接收，查询发送。

//windows asy COmmunica60n

//by Li Xiumi98

//last modified on June25，1996

#include <windowsh>

#include <dosh>

void interrupt far DataReceive() ;

void interrupt far( old_vector)();

unsigned char dataCom_r[1024]，datacom_s[1024]：

int inflag=0 ;

unsigned int s8259;

int InitCom1()

{

s8259=inportb(0x21);

outportb(0x21,s8259&0xe8);

outportb(0x3fb,0x83);

outportb(0x3f8,0x0c);

outportb(0x3f9,0x00);

outportb(0x3fb,0x03);

outportb(0x3fc,0x08);

outportb(0x3f9,0x01);

return 1;

}

void interrupt far DataReceive()

{

static int i=0 ;

char rechar =0 ;

rechar=inportb(0x3f8);

if(inflag==0)

{

if(rechar!= 's '&&i==0)

{

i=0;

goto l1;

}

datacom_r[i++]=rechar;

if(rechar== 'e ')

{

inflag=1;

i=0;

}

}

l1:outportb(0x20,0x20);

}

void InitCom(void)

{

asm{

cli;

mov ax,204h

mov bl,0ch

int 31h

sti

}

old_vector=MK_FP(_CX,_DX);

asm{

cli

mov ax,205h

mov bl,0ch

mov cx,seg datareceive

mov dx,offset datareceive

int 31h

sti

}

InitCom();

}

void restore_Comm(void)

{

outportb(0x21,s8259);

asm{

cli

mov ax,205h

mov bl,0ch

mov cx,seg old_vector

mov dx,offset old_vector

int 31h

sti

}

}

在窗口第一次被创建时会传送它WM_CREATE消息,这时调用initCom()即可。在主窗口关闭时，即主窗口中收到 WM_DESTROY消息时，调用Restore Comm()恢复原来的状态。

这样在对串口初始化，设置中断服务例程后，通信事件发生时，会立即跳入中断子程序中执行，越过系统的消息队列，达到实时处理通信事件的目的。而数据处理模块可通过全局标志f1，8访问全局的数据通信缓冲区获取实时数据。这种实现方式与基于消息机制的Windows通信API实现相比具有实时性强的的特点，因为它超过了Windows 系统的两极消息机制，上述程序已在实际系统中得到应用。在windows31支持下同时运行

三个Windows任务，服务器SERVER（内有实时串行通信，多个网络数据子服务，），客户CLIENT,FOXPRO数据库系统。整个系统运行良好。切换到WIN95平台下，系统也运行良好 。

这样给你说吧。当单片机运行起来的时候是高速运转你while(1)里面的程序。但是这样是不够的，比如你想把某个信号传递给单片机让它处理,比如说：你按了某个键来控制某个灯的亮灭，这时候就需要单片机来响应你的动作，响应的方式就是中断。也就是说你在主程序中完成了某个中断的触发条件时，当达到这个条件时程序就会跳转到中断服务函数中去，执行完中断服务函数中的程序后再返回主程序中继续循环执行。你说的调用其实不太正确，中断服务函数只能触发，它是由单片机内特定的某些寄存器的标志位控制的，当这些满足触发条件的时候，标志位被硬件置1，然后自动执行你编写的中断服务函数。

说的不是很清楚，请见谅，中断是单片机内最重要的功能之一，与之对应的还有定时器（这是单片机的心脏），这些内容在51里面都是很简单的，但是到了32位单片机里面会变得特别复杂。

希望这些内容能给你一些帮助。

单片机的中断使用一般遵循如下步骤：

1、按中断号（C语言）或者中断入口地址（汇编）别写中断服务程序。如果是编写汇编中断服务程序，如果中断程序中用到了寄存器或者有可能影响程序状态字的指令，应注意现场保护（C语言会自动保护）。对不能硬件清除中断标志的中断响应，退出中断前要软件清除中断标志。对复合中断（如串口收发中断）服务程序，要判断中断具体来源执行对应程序。

2、使能相应的中断。

3、开启总中断。

就是计数器溢出

出现中断标志才产生中断 当然前提是你必须打开中断控制位和总中断

有的好一点的单片机进入中断会自动执行关闭总中断 和清除标志

中断返回自动打开总中断

首先，中断程序是不被主程序调用的。所谓的中断顾名思义，就是打断正在执行的程序，将正在执行的程序暂时挂起。然后由硬件自动记录下程序被打断的位置（地址压栈），先去执行中断服务程序（就是你说的中断函数），等中断服务程序执行完后，回头再从被打断的程序处（地址出栈）继续上述正在执行的程序。

中断函数的执行是由硬件决定的，每一个中断都有一个硬件入口地址，单片机C语言用“中断号”来对应这些入口地址，一旦发生中断，程序会自动转向这些入口执行程序（中断函数）。

中断程序的执行可以一次，也可以无数次，只要程序中不关闭中断，那么中断就有可能一而再的发生，中断函数也一而再的执行。

另外，不仅AVR单片机的中断时如此，所有单片机，包括PC机的中断原理都是一样的。

我用得最多的中断里面的程序就是把高速计数器的当前值读出来。就一条MOVDHCOVD0=m00（需要时用于通知主扫描，数据已经更新）有用过其他的中断程序是PLS0。用于启动或停止或修改当前脉冲参数还有就是DTCH（ATCH）用于开放和关闭中断。通常是通讯时切换。都很短。第一个例子，把数据读出来了再说。至于如何运算是其他程序的事情了。不要在中断里面进行任何计算。因为这个计算是供主扫描其他用途。一般这个用途不必这么紧急地输出。第二个例子，当我决定连接这个中断的时候我就先预料到，发生中断的时候要干什么。然后把脉冲的形态先完全定义好，是启动的就写使能位，写当前周期，写脉冲数等等。是停止的就写（关闭）使能位。一切都把路铺好后，等着中断随时的到来。所以中断一来，就只执行一条指令就行了。通讯的事情比较烦琐，不好一下子解释。

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