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STR71xF的異常處理 -1- |
| 作者：liuq 欄目：MCU技術(shù) |
STR71xF的異常處理 1．概述 所謂異常可能是某個硬件外設(shè)的發(fā)出的中斷、也可能是代碼錯誤或存儲器訪問出錯、或者是用戶定義的異常。發(fā)生異常時必須暫停正常的程序流程，處理器要跳轉(zhuǎn)到一個特定的代碼段執(zhí)行一系列預(yù)先定義的動作。這個處理過程就叫做異常處理。 在介紹STR7 ARM7響應(yīng)和處理異常之前，讓我們先回顧一下8051單片機的中斷響應(yīng)和處理的原理。8051有兩個控制中斷的特殊功能寄存器IE（中斷屏蔽寄存器）和IP（中斷優(yōu)先級寄存器）。前者用于開放或禁止中斷源，后者決定中斷源的優(yōu)先級別。當(dāng)一個被開放的中斷源發(fā)出中斷請求時，8051的中斷仲裁機構(gòu)將判斷是否能接受其請求。如果當(dāng)前無中斷處理或者新發(fā)生的中斷的優(yōu)先級比當(dāng)前正在處理的中斷高（標(biāo)準(zhǔn)8051只允許2級中斷嵌套），CPU將置起新的優(yōu)先級狀態(tài)寄存器，硬件自動將被中斷程序下一條指令的PC（分兩個字節(jié)）壓進堆棧，然后跳轉(zhuǎn)到新中斷源的中斷向量地址，執(zhí)行新中斷服務(wù)程序。8051恢復(fù)中斷邏輯(通常是退出中斷服務(wù)程序)時必須使用一條RETI指令，RETI指令將保存在堆棧里的地址彈出送到PC，程序從中斷處繼續(xù)執(zhí)行程序。 綜上所述，8051的中斷處理有以下特點： 響應(yīng)中斷后硬件將中斷返回地址壓入堆棧，設(shè)置中斷邏輯，進入中斷路徑 處理器只有一種工作狀態(tài)，程序狀態(tài)狀態(tài)字(PSW)的保存、寄存器組的切換都由應(yīng)用程序決定 只有一個堆棧和一個堆棧指針 與8051相比，ARM7有7種運行模式，其中5種是處理異常的模式。因此比8051有更完善的系統(tǒng)保護功能。各種模式除了公用寄存器r0–r12，r15（PC）和 CPSR外還有： 每種異常模式專用的保存返回地址的鏈接寄存器r13（lr_<mode>） 每種異常模式有專用的堆棧指針r14（sp_<mode>），所以可以在內(nèi)存中為每種異常模式定義自己專用的堆棧 每種異常模式有一個專用于保存被中斷程序處理器狀態(tài)的寄存器SPSR_<mode> ARM7處理器在進入異常服務(wù)時硬件自動保存PC和CPSR（當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器），但退出異常處理時需要用軟件恢復(fù)PC和CPSR.。 在ARM狀態(tài)下，快中斷模式（FIQ）有獨立的r8–r12寄存器組，提高了響應(yīng)速度。 為了比較清楚地介紹STR71x ARM的異常處理原理和過程，我們在下面先簡單地介紹ARM7處理器的體系結(jié)構(gòu)。 2．ARM7的運行模式 ARM7的7種運行模式是：用戶模式（USER）、系統(tǒng)模式（SYS）、快中斷模式（FIQ）、管理模式（SVC）、數(shù)據(jù)訪問中止模式（ABT）、中斷模式（IRQ）、未定義指令模式（UND）。其中除用戶模式外，其余6種都是特權(quán)模式。 用戶模式（USER），大多數(shù)程序都運行在此模式。用戶模式下不能直接訪問受系統(tǒng)保護的資源。 系統(tǒng)模式（SYS）是一種用于操作系統(tǒng)的特殊用戶模式，任何異常模式都不能進入系統(tǒng)模式。 其他5種特權(quán)模式都是異常模式，只有發(fā)生異�；蛑袛鄷r才能進入相應(yīng)的異常模式。 |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： gyt 于 2006/8/19 10:53:00 發(fā)布：
收藏了 謝謝 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： liuq 于 2006/8/19 11:33:00 發(fā)布：
STR71xF的異常處理 -2- 3. ARM7的工作狀態(tài) ARM7處理器有兩種工作狀態(tài)，ARM狀態(tài)（32位）和Thumb狀態(tài)（16位）。程序運行過程中可以隨時在兩種狀態(tài)之間切換。但是在進入到異常處理模式時處理器無條件地切換到ARM模式。因為保存在異常向量中是一條32位的ARM指令，這條指令的任務(wù)是跳轉(zhuǎn)到執(zhí)行異常處理的服務(wù)程序。一旦異常處理完成，處理器再返回原先運行的狀態(tài)，這時可以是ARM 也可以是Thumb模式。 異常處理程序通常使用ARM模式程序編寫，也可以使用Thumb指令碼編寫。但是在使用Thumb指令集編寫的異常處理程序在退出異常前必須讓處理器返回到ARM狀態(tài)，因為必須用ARM指令才能使PC返回到原先被中斷的地址。 4．ARM狀態(tài)的寄存器組織 ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)的寄存器組織結(jié)構(gòu)稍有區(qū)別，我們用兩張圖表來說明。圖1是ARM狀態(tài)的寄存器。 圖1反映在ARM狀態(tài)下7種處理器模式的寄存器組織，其中不帶黑色斜角的寄存器是公用寄存器（一共有37個32位寄存器）。帶黑色斜角的是各處理器模式專用的寄存器。另外帶黑色斜角還表示在本模式下是分組（Block）寄存器。它意味在特權(quán)模式下，只需用一條尾綴帶S的指令就可以對同組寄存器進行相同的操作。 r0–r7是非分組寄存器，為所有運行模式公用。 r8–r14有分組和非分組。非分組的可以公用，分組的為對應(yīng)運行模式專用。 r13通常用做堆棧指針（SP）。 r14叫做子程序鏈接寄存器，在執(zhí)行子程序調(diào)用指令時，r14中得到r15（PC）的值，保留返回地址。在發(fā)生異常或中斷時，r14_<mode>也是用來保存r15的內(nèi)容。 r15用做程序計數(shù)器（PC）。在ARM狀態(tài)下，PC總是指向當(dāng)前正在執(zhí)行指令的下兩條指令的地址，即PC=當(dāng)前指令地址+8。 CPSR是當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器，是公用寄存器。將在下一節(jié)詳細介紹。 FIQ模式比其他異常模式增加了r8–r12專用寄存器組，目的是為了加快響應(yīng)中斷的速度。 SPSR是程序狀態(tài)保存寄存器，只有特權(quán)模式有，而且是專用的。用戶模式和系統(tǒng)模式?jīng)]有SPSR寄存器。
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： gyt 于 2006/8/21 11:22:00 發(fā)布：
再謝 |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： eastbest 于 2006/8/22 10:13:00 發(fā)布：
標(biāo)價650元的DK-STR910 開發(fā)板有貨么？ 在深圳如何購買？ |
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