單片機技術(shù)及應(yīng)用--第五章單片機中斷系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-02-16 02:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 狀態(tài)寄存器 PSW及其他一些寄存器，當(dāng) CPU進入中斷服務(wù)程序用到上述寄存器時，會破壞原來存儲在寄存器中的內(nèi)容，一旦中斷返回，將會導(dǎo)致主程序混亂，因此，在進入中斷服務(wù)程序后，一般要先保護現(xiàn)場，然后執(zhí)行中斷處理程序，在中斷返回之前再恢復(fù)現(xiàn)場。編寫中斷服務(wù)程序時還需注意以下幾點。 (1) 各中斷源的中斷入口地址之間只相隔 8B，容納不下普通的中斷服務(wù)程序，因此，在中斷入口地址單元通常存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，可將中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)至存儲器的其他任何空間。 (2) 若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時禁止其他更高優(yōu)先級中斷，需先用軟件關(guān)閉CPU中斷，或用軟件禁止相應(yīng)高優(yōu)先級的中斷，在中斷返回前再開放中斷。 (3) 在保護和恢復(fù)現(xiàn)場時，為了不使現(xiàn)場數(shù)據(jù)遭到破壞或造成混亂，一般規(guī)定此時 CPU不再響應(yīng)新的中斷請求。因此，在編寫中斷服務(wù)程序時，要注意在保護現(xiàn)場前關(guān)中斷，在保護現(xiàn)場后若允許高優(yōu)先級中斷，則應(yīng)開中斷。同樣，在恢復(fù)現(xiàn)場前也應(yīng)先關(guān)中斷，恢復(fù)之后再開中斷。 4．中斷返回 中斷返回是指中斷服務(wù)完成后，計算機返回原來斷開的位置 (即斷點 )，繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。中斷返回由中斷返回指令 RETI實現(xiàn)。該指令的功能是把斷點地址從堆棧中彈出，送回到程序計數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時清除優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。特別要注意的是，不能用 RET指令代替 RETI指令。中斷處理流程圖如圖 56所示。 圖 56 中斷處理流程圖 5．中斷請求的撤除 CPU響應(yīng)中斷請求后即進入中斷服務(wù)程序，在中斷返回前，應(yīng)撤除該中斷請求，否則會重復(fù)引起中斷而導(dǎo)致錯誤。 MCS51單片機各中斷源中斷請求撤銷的方法各不相同，下面將分別介紹。 1)定時器中斷請求的撤除 對于定時器 0或定時器 1溢出中斷， CPU在響應(yīng)中斷后即由硬件自動清除其中斷標志位 TF0或 TF1，無需采取其他措施。 2)串行口中斷請求的撤除 對于串行口中斷， CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不能自動清除中斷請求標志位 TI、 RI，必須在中斷服務(wù)程序中用軟件將其清除。 3)外部中斷請求的撤除 外部中斷可分為邊沿觸發(fā)型和電平觸發(fā)型。對于邊沿觸發(fā)的外部中斷 0或 1， CPU在響應(yīng)中斷后由硬件自動清除其中斷標志位 IE0或 IE1，無需采取其他措施。對于電平觸發(fā)的外部中斷，其中斷請求撤除方法較復(fù)雜。因為對于電平觸發(fā)外中斷， CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不會自動清除其中斷請求標志位 IE0或 IE1，同時，也不能用軟件將其清除，所以，在 CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)立即撤除 INT0或 INT1引腳上的低電平；否則，就會引起重復(fù)中斷而導(dǎo)致錯誤。而 CPU又不能控制 INT0或 INT1引腳的信號，因此，只有通過硬件再配合相應(yīng)軟件才能解決這個問題。圖 57所示是可行方案之一。 圖 57 撤除外部中斷請求的電路 6．中斷響應(yīng)時間 中斷響應(yīng)時間是指從中斷請求標志位置位到 CPU開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第一條指令所持續(xù)的時間。 CPU并非每時每刻對中斷請求都予以響應(yīng)，另外，不同的中斷請求其響應(yīng)時間也是不同的，因此，中斷響應(yīng)時間形成的過程較為復(fù)雜。以外部中斷為例， CPU在每個機器周期的 S5P2期間檢測其輸入引腳 INT0或 INT1端的電平，如果中斷請求有效，則置位中斷請求標志位 IE0或 IE1，然后在下一個機器周期再對這些值進行查詢，這就意味著中斷請求信號的低電平至少應(yīng)維持一個機器周期。這時，如果滿足中斷響應(yīng)條件，則CPU響應(yīng)中斷請求，在下一個機器周期執(zhí)行一條硬件長調(diào)用指令 LCALL，使程序轉(zhuǎn)入中斷矢量入口。該調(diào)用指令執(zhí)行時間是兩個機器周期，因此，外部中斷響應(yīng)時間至少需要 3個機器周期，這是最短的中斷響應(yīng)時間。 如果中斷請求不能滿足前面所述的 3個條件而被阻斷，則中斷響應(yīng)時間將延長。例如，一個同級或更高級的中斷正在進行，則附加的等待時間取決于正在進行的中斷服務(wù)程序的，長度。如果正在執(zhí)行的一條指令還沒有進行到最后一個機器周期，則附加的等待時間為 1～ 3個機器周期 (因為一條指令的最長執(zhí)行時間為 4個機器周期 )。如果正在執(zhí)行的指令是 RETI指令，則附加的等待時間在 5個機器周期之內(nèi) (最多用一個機器周期完成當(dāng)前指令，再加上最多 4個機器周期完成下一條指令 )。若系統(tǒng)中只有一個中斷源，則中斷響應(yīng)時間為3～ 8個機器周期。 外部中斷源的擴展 用定時器作外部中斷源 MCS51單片機有兩個定時器，具有兩個內(nèi)部中斷標志和外部計數(shù)引腳，如在某些應(yīng)用中不被使用，則它們的中斷可作為外部中斷請求使用。此時，可將定時器設(shè)置成計數(shù)方式，計數(shù)初值可設(shè)為滿量程，則它們的計數(shù)輸入端 T0()或 T1()引腳上發(fā)生負跳變時，計數(shù)器加 1便產(chǎn)生溢出中斷。利用此特性，可把 T0腳或 T1腳作為外部中斷請求輸入線，而計數(shù)器的溢出中斷作為外部中斷請求標志。 【 例 51】 將定時器 T0擴展為外部中斷源。 解：將定時器 T0設(shè)定為方式 2(自動恢復(fù)計數(shù)初值 )， TH0和 TL0的初值均設(shè)置為 FFH，允許 T0中斷， CPU開放中斷，部分源程序如下： MOV TMOD,06H MOV TH0,0FFH MOV TL0,0FFH SETB TR0 SETB ET0 SETB EA … 當(dāng)連接在 T0()引腳的外部中斷請求輸入線發(fā)生負跳變時， TL0加 1溢出， TF0置 1，向 CPU發(fā)出中斷申請，同時， TH0的內(nèi)容自動送至 TL0，使 TL0恢復(fù)初值。
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