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单片机中断多优先级的软件扩展方法 |
| 发布时间:2005年1月4日 点击次数:3176 |
| 来源: 作者: |
关键词：单片机;中断;优先级;寄存器 １ 引言 所谓中断是指当ＣＰＵ正在处理某件事情的时候,外部发生的某一事件（如一个电平的变化,一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求ＣＰＵ迅速去处理,于是ＣＰＵ暂时中止当前的工作,转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后,再回到原来被中止的地方继续原来的工作,这样的一个过程称之为中断。以８０５１为例,中断系统含有５个中断源,分别是外部中断０请求（ＩＮＴ０）,外部中断１请求（ＩＮＴ１）,定时／计数器０溢出中断请求（Ｔ０）,定时／计数器１溢出中断请求（Ｔ１）以及串行口中断请求（Ｔｘ／Ｒｘ）。既然系统含有５个中断源,就有可能出现数个中断源同时提出中断请求的情况,这样,设计人员必须事先根据它们的轻重缓急来为每个中断源确定ＣＰＵ对其的响应顺序。然而,对于中断优先级寄存器ＩＰ来说,只可能设定两级优先,即控制位为１时对应的中断源为高级中断,反之,控制位为０时对应的为低级中断。这样就出现一个问题：如果一个中断正在执行,如何才能让它响应同级甚至是低级中断请求呢？ ２ 中断多优先级的扩展 根据８０５１的结构特点,其中断系统中含有两个不可寻址的“优先级生效”触发器。一个用于指出ＣＰＵ是否正在执行高优先级的中断服务程序,这个触发器为１时,系统将屏蔽所有的中断请求;另一个则指出ＣＰＵ是否正在执行低优先级中断服务程序,该触发器为１时,将阻止除高优先级以外的一切中断请求。由此可见,若要响应同级甚至是低级中断请求,必须使得该“优先级生效”触发器清零。但该触发器又是不可寻址的,所以无法用软件直接清零。遍历系统所提供的１１１条指令,只有ＲＥＴＩ可以达到此目的。该指令可在ＣＰＵ执行该指令时,一方面清除中断响应时所置位的“优先级生效”触发器,另一方面可从当前栈顶弹出断点地址送入程序计数ＰＣ,从而返回主程序。 ３ 软件扩展方法 ３．１ 高级中断源响应低级中断源的软件设计 现以当前ＩＥ＝８４Ｈ（开放外部中断１及总控制位）,ＩＰ＝０４Ｈ设定ＩＮＴ１为高优先级正在执行外部中断１服务子程序为例来进行说明。如欲响应串行口中断,也就是要实现高级中断源响应低级中断源,设计时可加入如下代码而无须改变ＩＰ寄存器的内容： ＰＵＳＨ ＩＥ ;ＩＥ内容入栈保护 ＭＯＶ ＩＥ , ＃１００１００００Ｂ ;开放串行口中断 ＣＡＬＬ ＰＰ ;继续执行原中断子程序,但可 随时响应串行口中断请求 ．．． ＰＯＰ ＩＥ ;恢复原ＩＥ内容 ＲＥＴＩ ＰＰ： ＲＥＴＩ ３．２ 同级中断源之间的响应 上述代码体现了高级中断源（ＩＮＴ１）响应低级中断源（串行口）的软件实现方法。但是, ８０５１系统共含有５个中断源,因此必须解决同优先级中断之间的嵌套问题,具体源程序如下： ＯＲＧ ００００Ｈ ＬＪＭＰ ＭＡＩＮ ＯＲＧ ０００３Ｈ ＬＪＭＰ Ｘ０ ;ＩＮＴ０入口地址 ＯＲＧ ０００ＢＨ ＬＪＭＰ Ｔ０ ;Ｔ０入口地址 ＯＲＧ ００１３Ｈ ＬＪＭＰ Ｘ１ ;ＩＮＴ１入口地址 ＯＲＧ ００１ＢＨ ＬＪＭＰ Ｔ１ ;Ｔ１入口地址 ＯＲＧ ００２３Ｈ ＬＪＭＰ ＳＳ ;串行口入口地址 ＭＡＩＮ： ＭＯＶ ＩＥ ,＃９ＦＨ ;开放所有中断 ＭＯＶ ＩＰ,＃０３Ｈ ;设定ＩＮＴ０、Ｔ０为高优先级 ＳＪＭＰ ＄ Ｘ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ,＃Ｘ０ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ;（ＰＣ）＝Ｘ０ＲＬ,清＂高优先级生效＂ 触发器,此时可响应其它中断请求 Ｘ０ＲＬ：· ;ＩＮＴ０子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ Ｔ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ,＃Ｔ０ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ;（ＰＣ）＝Ｔ０ＲＬ,清＂高优先级生效＂ 触发器,此时可响应其它中断请求 Ｔ０ＲＬ： · ;Ｔ０子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ Ｘ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ,＃Ｘ１ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ;（ＰＣ）＝Ｘ１ＲＬ,清“高优先级生效” 触发器,此时可响应其它中断请求 Ｘ１ＲＬ： · ;ＩＮＴ１子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ Ｔ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ,＃Ｔ１ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ;（ＰＣ）＝Ｔ１ＲＬ,清＂高优先级生效＂ 触发器,此时可响应其它中断请求 Ｔ１ＲＬ： · ;Ｔ１子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ ＳＳ： ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ,＃ＳＳＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ;（ＰＣ）＝ＳＳＲＬ,清＂高优先级生效＂ 触发器,此时可响应其它中断请求 ＳＳＲＬ： · ;串行口子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ 上述程序利用ＩＰ寄存器给出了两级优先级,其中ＩＮＴ０、Ｔ０为高优先级,ＩＮＴ１、Ｔ１串行口为低优先级。为使某中断能响应同级甚至低级中断,只要在中断服务子程序中用ＲＥＴＩ指令清除相应的不可寻址的“优先级生效”触发器即可。程序一开始的两条ＰＵＳＨ指令的作用是对原始数据进行入栈保护（如此时ＤＰＴＲ中的数据不需保留,则这两条压栈指令也可不要,相应的弹栈指令也可不要）,然后将其真实子程序入口地址入栈,并经ＲＥＴＩ出栈后弹给ＰＣ指针,以便在执行完ＲＥＴＩ后正确执行真实子程序。当该中断服务子程序执行完毕后,ＲＥＴＩ将返回主程序断点处以继续执行原来程序。 ４ 结束语 本文所阐述的多优先级扩展方法是纯软件方法,该方法只需在程序中加入为数不多的相应代码,便可进行各种中断嵌套（如同优先级响应或高优先级响应低优先级等）。此方法的代价是要花费更多的中断响应时间,但相对于添加硬件扩展的方法而言,这点代价还是值得的 |
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