1. Configuración del temporizador de hardware:
* Inicialización: El temporizador se inicializa con un valor específico (recuento) que representa el intervalo de tiempo deseado. Esto podría implicar establecer registros dentro del hardware del temporizador. El temporizador también necesita su modo configurado (por ejemplo, un solo disparo para un solo disparador, periódico para interrupciones repetidas).
* Fuente del reloj: El temporizador está conectado a una fuente de reloj (por ejemplo, un reloj del sistema). Este reloj incrementa el contador del temporizador.
2. Generación de interrupción del temporizador:
* contador alcanzando cero: A medida que el reloj incrementa el contador del temporizador, eventualmente alcanza cero (o un recuento terminal especificado). Este evento desencadena una señal de interrupción de hardware.
* solicitud de interrupción (irq): El temporizador de hardware envía una solicitud de interrupción (IRQ) al procesador. Esta solicitud indica que un evento necesita atención inmediata.
3. Manejo de interrupción por la CPU:
* Interruption Reconocimiento: La CPU reconoce la interrupción, suspendiendo su ejecución actual. La prioridad de la interrupción del temporizador determina si se maneja inmediatamente o después de las interrupciones de mayor prioridad.
* Contexto de guardado: La CPU guarda el estado del programa actual (registros, contador de programas, etc.) en una pila. Esto es crucial para reanudar la ejecución más tarde.
* Tabla de vector de interrupción: La CPU consulta la tabla Vector de interrupción para ubicar la dirección de memoria de la rutina de servicio de interrupción (ISR) asociada con la interrupción del temporizador.
* salta a ISR: La CPU salta a la ubicación de memoria del ISR de la interrupción del temporizador.
4. Ejecución de rutina de servicio de interrupción (ISR):
* Código ISR: Esta es la pieza de código específica diseñada para manejar la interrupción del temporizador. Sus tareas pueden incluir:
* Actualización de un contador: Haciendo un seguimiento del tiempo transcurrido.
* alternando una salida: Controlar un LED u otro periférico.
* Tareas de programación: Ejecución de otras funciones del programa a intervalos específicos.
* Datos del sensor de lectura: Muestreo de datos de sensores a intervalos regulares.
* Comunicación: Enviar/recibir datos a través de una red o puerto serie.
* Mantenerlo corto: Los ISR deben mantenerse lo más corto posible para minimizar el tiempo que se interrumpe el programa principal. Las tareas de larga duración deben descargarse al programa principal después de que el ISR establece un indicador o actualiza una estructura de datos compartida.
5. Regresando de la interrupción:
* Contexto de restauración: El ISR restaura el estado de la CPU que se guardó anteriormente (registros, contador de programas, etc.).
* regresa de la interrupción (iret o rti): Se ejecuta una instrucción especial (IRET o RTI, dependiendo de la arquitectura) para devolver el control al programa principal. La CPU reanuda la ejecución desde donde dejó antes de la interrupción.
Ejemplo (código conceptual de tipo C):
`` `C
// temporizador isr
timer_isr () void {
static unsigned int contador =0; // contador para el tiempo de seguimiento
contador ++;
if (contador ==1000) {// verifique si se han producido 1000 interrupciones del temporizador
contador =0;
// realizar alguna acción, por ejemplo, alternar un LED
toggle_led ();
}
}
`` `` ``
Consideraciones importantes:
* Interrupción de latencia: El tiempo tardado entre la solicitud de interrupción y el inicio del ISR es la latencia de interrupción. Es crucial mantener esto bajo para aplicaciones en tiempo real.
* Priorización de interrupción: Múltiples interrupciones pueden ocurrir simultáneamente. La CPU los maneja en función de sus prioridades asignadas.
* Reentrancy: Los ISR deben ser reentrantes; lo que significa que pueden ser interrumpidos nuevamente antes de completar su ejecución sin causar la corrupción de datos.
* Recursos compartidos: Se necesitan mecanismos de sincronización cuidadosos (por ejemplo, semáforos, mutexes) si el ISR accede a los recursos compartidos también utilizados por el programa principal.
Este proceso se aplica a una amplia gama de microcontroladores y sistemas integrados. Los detalles específicos (nombres de registro, instrucciones) variarán según la arquitectura de hardware.