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[基础篇]十八、中断系统
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3 、五个中断源的自然优先级与中断服务入口地址

外中断 0 : 0003H

定时器 0 : 000BH

外中断 1 : 0013H

定时器 1 : 001BH

串口 : 0023H

它们的自然优先级由高到低排列。

写到这里,大家应当明白,为什么前面有一些程序一始我们这样写:

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0030H

START :

这样写的目的,就是为了让出中断源所占用的向量地址。当然,在程序中没用中断时,直接从 0000H 开始写程序,在原理上并没有错,但在实际工作中最好不这样做。

优先级:单片机采用了自然优先级和人工设置高、低优先级的策略,即可以由程序员设定那些中断是高优先级、哪些中断是低优先级,由于只有两级,必有一些中断处于同一级别,处于同一级别的,就由自然优先级确定。

开机时,每个中断都处于低优先级,我们可以用指令对优先级进行设置。看表 2

中断优先级中由中断优先级寄存器 IP 来高置的, IP 中某位设为 1 ,相应的中断就是高优先级,否则就是低优先级。

X

X

X

PS

PT1

PX1

PT0

PX0

例:设有如下要求,将 T0 、外中断 1 设为高优先级,其它为低优先级,求 IP 的值。

IP 的首 3 位没用,可任意取值,设为 000 ,后面根据要求写就可以了

X

X

X

PS

PT1

PX1

PT0

PX0

                       

0

0

0

0

0

1

1

0

                       

因此,最终, IP 的值就是 06H 。

例:在上例中,如果 5 个中断请求同时发生,求中断响应的次序。

响应次序为:定时器 0 ->外中断 1 ->外中断 0 ->实时器 1 ->串行中断。

  1. MCS - 51 的中断响应过程:

1 、中断响应的条件:讲到这儿,我们依然对于计算机响应中断感到神奇,我们人可以响应外界的事件,是因为我们有多种“传感器“――眼、耳可以接受不同的信息,计算机是如何做到这点的呢?其实说穿了,一点都不希奇, MCS51 工作时,在每个机器周期中都会去查询一下各个中断标记,看他们是否是“ 1 “,如果是 1 ,就说明有中断请求了,所以所谓中断,其实也是查询,不过是每个周期都查一下而已。这要换成人来说,就相当于你在看书的时候,每一秒钟都会抬起头来看一看,查问一下,是不是有人按门铃,是否有电话。。。。很蠢,不是吗?可计算机本来就是这样,它根本没人聪明。

了解了上述中断的过程,就不难解中断响应的条件了。在下列三种情况之一时, CPU 将封锁对中断的响应:

  1. CPU 正在处理一个同级或更高级别的中断请求。
  2. 现行的机器周期不是当前正执行指令的最后一个周期。我们知道,单片机有单周期、双周期、三周期指令,当前执行指令是单字节没有关系,如果是双字节或四字节的,就要等整条指令都执行完了,才能响应中断(因为中断查询是在每个机器周期都可能查到的)。
  3. 当前正执行的指令是返回批令( RETI )或访问 IP 、 IE 寄存器的指令,则 CPU 至少再执行一条指令才应中断。这些都是与中断有关的,如果正访问 IP 、 IE 则可能会开、关中断或改变中断的优先级,而中断返回指令则说明本次中断还没有处理完,所以都要等本指令处理结束,再执行一条指令才可以响应中断。

2 、中断响应过程

CPU 响应中断时,首先把当前指令的下一条指令(就是中断返回后将要执行的指令)的地址送入堆栈,然后根据中断标记,将相应的中断入口地址送入 PC , PC 是程序指针, CPU 取指令就根据 PC 中的值, PC 中是什么值,就会到什么地方去取指令,所以程序就会转到中断入口处继续执行。这些工作都是由硬件来完成的,不必我们去考虑。这里还有个问题,大家是否注意到,每个中断向量地址只间隔了 8 个单元,如 0003 - 000B ,在如此少的空间中如何完成中断程序呢?很简单,你在中断处安排一个 LJMP 指令,不就可以把中断程序跳转到任何地方了吗?

一个完整的主程序看起来应该是这样的:

ORG 0000H

LJMP START

ORG 0003H

LJMP INT0 ;转外中断 0

ORG 000BH

RETI ;没有用定时器 0 中断,在此放一条 RETI ,万一 “不小心“产生了中断,也不会有太大的后果。

中断程序完成后,一定要执行一条 RETI 指令,执行这条指令后, CPU 将会把堆栈中保存着的地址取出,送回 PC ,那么程序就会从主程序的中断处继续往下执行了。注意: CPU 所做的保护工作是很有限的,只保护了一个地址,而其它的所有东西都不保护,所以如果你在主程序中用到了如 A 、 PSW 等,在中断程序中又要用它们,还要保证回到主程序后这里面的数据还是没执行中断以前的数据,就得自己保护起来

  
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