單片機(jī)中斷多級(jí)嵌套的軟件實(shí)現(xiàn)

1、科技信息oIT技術(shù)論壇OSCⅢNCE＆TECHNOLOGYD師ORMATl0N2008年第8期單片機(jī)中斷多級(jí)嵌套的軟件實(shí)現(xiàn)何小河(綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息系四川綿陽(yáng)621000)【摘要】針對(duì)Mcs一51系列單片機(jī)只能由IP寄存器設(shè)定兩級(jí)中斷嵌套的問(wèn)題，本文給出了利用軟件對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行擴(kuò)展的方法，同時(shí)給出了多優(yōu)先級(jí)軟件擴(kuò)展程序，該方法可用于需要多級(jí)中斷嵌套的應(yīng)用系統(tǒng)?！娟P(guān)鍵詞】單片機(jī)；優(yōu)先級(jí)；中斷；中斷優(yōu)先級(jí)寄存器【ABSTRACT】ne∞

2、ri鷦0fMCS_51SindeChipMicroc鯽puter(SCM)onlyhavetwoJevelinte珊ptn鶴tin轤byIP∞gi8ter自etiIlgnispaperintroduce8s嘲en攤thodsfbrtlleextensionofmultipriorityinMCUIIlternlptionsyst鋤Italsospeci6e8tllep加四砌ofe8cha曲er埠i仰throu小theemployment

3、of鯽缸wa陀The∞methodsc鋤be8ppliedtotllesyst鋤repuiringmIlltipdortyinte刪ptnestin鏟【ⅪⅣwo恥，s】singlechipMicrocomputer；Multi一面ty；Intempti∞；IPre垂ster1引言所謂中斷是指當(dāng)CPU正在處理某件事情的時(shí)候。外部發(fā)生的某一事件(如一個(gè)電平的變化，一個(gè)脈沖沿的發(fā)生或定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出等)請(qǐng)求CPU迅速去處理，于是CPU暫時(shí)中止當(dāng)

4、前的工作，轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件。中斷服務(wù)處理完該事件以后，再回到原來(lái)被中止的地方繼續(xù)原來(lái)的工作，這樣的一個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為中斷。以8051為例，中斷系統(tǒng)含有5個(gè)中斷源，分別是外部中斷0請(qǐng)求(INlD)，外部中斷l(xiāng)請(qǐng)求(INTl)，定時(shí)／計(jì)數(shù)器O溢出中斷請(qǐng)求(仰)，定時(shí)／計(jì)數(shù)器l溢出中斷請(qǐng)求(T1)以及串行口中斷請(qǐng)求(TI／RI)。既然系統(tǒng)含有5個(gè)中斷源，就有可能出現(xiàn)數(shù)個(gè)中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求的情況，這樣，設(shè)計(jì)人員必須事先根據(jù)它們的輕重緩急來(lái)為

5、每個(gè)中斷源確定CPU對(duì)其的響應(yīng)順序。然而，對(duì)于中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來(lái)說(shuō)，只可能設(shè)定兩級(jí)優(yōu)先，即控制位為1時(shí)對(duì)應(yīng)的中斷源為高級(jí)中斷反之。控制位為0時(shí)對(duì)應(yīng)的為低級(jí)中斷。這樣就出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：如果一個(gè)中斷正在執(zhí)行。如何才能讓它響應(yīng)同級(jí)甚至是低級(jí)中斷請(qǐng)求呢2中斷多優(yōu)先級(jí)的擴(kuò)展根據(jù)805l的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其中斷系統(tǒng)中含有兩個(gè)不可尋址的“優(yōu)先級(jí)生效”觸發(fā)器。一個(gè)用于指出CPU是否正在執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)程序，這個(gè)觸發(fā)器為l時(shí)，系統(tǒng)將屏蔽所有的中斷請(qǐng)求；

6、另一個(gè)則指出CPu是否正在執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序，該觸發(fā)器為l時(shí)，將阻止除高優(yōu)先級(jí)以外的一切中斷請(qǐng)求。由此可見(jiàn)，若要響應(yīng)同級(jí)甚至是低級(jí)中斷請(qǐng)求，必須使得該“優(yōu)先級(jí)生效”觸發(fā)器清零。但該觸發(fā)器又是不可尋址的。所以無(wú)法用軟件直接清零。遍歷系統(tǒng)所提供的11l條指令只有REll可以達(dá)到此目的。該指令可在CPU執(zhí)行該指令時(shí)一方面清除中斷響應(yīng)時(shí)所置位的“優(yōu)先級(jí)生效”觸發(fā)器，另一方面可從當(dāng)前棧頂彈出斷點(diǎn)地址送人程序計(jì)數(shù)PC從而返回主程序。3軟件擴(kuò)展

7、方法31高級(jí)中斷源響應(yīng)低級(jí)中斷源的軟件設(shè)計(jì)現(xiàn)以當(dāng)前IE=81H(開(kāi)放外部中斷0及總控制位)，IP=olH(設(shè)定IN，m為高優(yōu)先級(jí)，正在執(zhí)行外部中斷0服務(wù)子程序?yàn)槔齺?lái)進(jìn)行說(shuō)明。如欲響應(yīng)定時(shí)器l中斷，也就是要實(shí)現(xiàn)高級(jí)中斷源響應(yīng)低級(jí)中斷源，設(shè)計(jì)時(shí)可加入如下代碼而無(wú)須改變IP寄存器的內(nèi)容：PUSHlE：IE內(nèi)容人棧保護(hù)MOVIE#88H：開(kāi)放串行口中斷CALLl涅D；繼續(xù)執(zhí)行原中斷子程序，但可隨時(shí)響應(yīng)串行口中斷請(qǐng)求POPIE：恢復(fù)原IE內(nèi)容RE

8、rllKZD：RE耵32同級(jí)中斷源之間響應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)上述代碼體現(xiàn)了高級(jí)中斷源(IN∞)響應(yīng)低級(jí)中斷源(定時(shí)器1)的軟件實(shí)現(xiàn)方法。但是，8051系統(tǒng)共含有5個(gè)中斷源因此必須解決同優(yōu)先級(jí)中斷之間的嵌套問(wèn)題，具體源程序如下：0RG0000HLJMPsTARTORGOD03HLIMPWO；INrIU入口地址0RG000BHUMPrm；陽(yáng)入口地址ORG0013HLJMPWl：INTl入口地址0RG00lBHUMPT1：T1入口地址ORG0023H

9、LlMPSS；串行口入口地址sTART：MOVIE。#9FH；開(kāi)放所有中斷M0vIP，#03H；設(shè)定INrm、TO為高優(yōu)先級(jí)sJMP$W0：PUSHDPLPUSHDPHMOVD”R#WORAPUSHDPLPUSHDPHm￡11；(PC)=w0RA，清”高優(yōu)先級(jí)生效”觸發(fā)器，此時(shí)可響應(yīng)其它中斷請(qǐng)求WORA：：IN喲子程序的真實(shí)人口地址POPDPHPOPDPLRElrITO：PUSHDPLPUSHDPHMOVDPrR爿喲RAPUSHDPLP

10、USHDPHREll；(PC)_1DRA，清”高優(yōu)先級(jí)生效”觸發(fā)器，此時(shí)可響應(yīng)其它中斷請(qǐng)求喲RA：：1U子程序的真實(shí)入口地址POPDPHPOPDPLRETIWl：PUSHDPLPUSHDPHMOVDP，rR#WlRAPUSHDPLPUSHDPHREll；(PC)=W1RA，清“高優(yōu)先級(jí)生效”觸發(fā)器，此時(shí)可響應(yīng)其它中斷請(qǐng)求WlRA：：INTl子程序的真實(shí)入口地址(下轉(zhuǎn)第68頁(yè)J萬(wàn)方數(shù)據(jù)單片機(jī)中斷多級(jí)嵌套的軟件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)中斷多級(jí)嵌套的軟件實(shí)

11、現(xiàn)作者：何小河作者單位：綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息系四川綿陽(yáng)621000刊名：科技信息（科學(xué)教研）英文刊名：SCIENCE以C51的形式給出這種擴(kuò)展方法的函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)為該方法的使用賦予友好、簡(jiǎn)潔的用戶接口.5.期刊論文許哲.張伯珩.邊川平.許曼.XUZhe.ZHANGBoheng.BIANChuanping.XUMan單片機(jī)外部中斷的擴(kuò)展科學(xué)技術(shù)與工程20077(19)針對(duì)MCS51系列單片機(jī)只有2個(gè)外中斷介紹了兩種常用的外部中斷源的擴(kuò)展方法同

12、時(shí)給出了每種擴(kuò)展下利用匯編語(yǔ)言對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)進(jìn)行擴(kuò)展的程序.基于電平觸發(fā)型中斷申請(qǐng)的撤除要求提出了一種軟硬結(jié)合的可行方案基于節(jié)約單片機(jī)有限IO資源的目的提出了一種端口復(fù)用的新方案并結(jié)合電路原理圖對(duì)方案作了詳細(xì)地分析.6.期刊論文張遷.常菁.盧超.ZhangQian.ChangJing.LuChao利用編碼器對(duì)單片機(jī)中斷功能的擴(kuò)展電子技術(shù)200936(8)以74LS148為例結(jié)合Proteus仿真軟件實(shí)例提出了利用優(yōu)先編碼器的優(yōu)先級(jí)擴(kuò)展輸出

13、端(GS)與51系列單片機(jī)外中斷端口(INT0或INT1)相連用8個(gè)開(kāi)關(guān)(SW1SW8)來(lái)仿真控制編碼器8個(gè)輸入端口(I0I7)的高低電平的輸入從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外中斷擴(kuò)展的方法并給出了參考程序.結(jié)合程序觀察仿真現(xiàn)象可以清楚的看到編碼器已從硬件電路上實(shí)現(xiàn)了對(duì)中斷源優(yōu)先級(jí)的高低排序以及實(shí)現(xiàn)了外中斷的嵌套.7.期刊論文張長(zhǎng)井MCS51系統(tǒng)中斷優(yōu)先級(jí)的軟擴(kuò)展宿州教育學(xué)院學(xué)報(bào)200811(2)鑒于MCS51系統(tǒng)只提供“二級(jí)中斷嵌套“提出MCS51系統(tǒng)中

14、斷優(yōu)先級(jí)的純軟件方法.其利用MCS51系統(tǒng)內(nèi)建的中斷允許寄存器IE和中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP通過(guò)屏蔽字機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)以C51的形式給出這種擴(kuò)展方法的函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn).為該方法的使用賦予友好、簡(jiǎn)潔的用戶接口.8.期刊論文汪建MCS96系列單片機(jī)外部中斷源的擴(kuò)展方法微處理機(jī)1999(2)MCS96系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)具有十分靈活的結(jié)構(gòu).本文就該系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中外部中斷源的擴(kuò)展問(wèn)題進(jìn)行了討論給出了兩種可行的解決方案并對(duì)兩種方案進(jìn)行了比較說(shuō)明.9.期

15、刊論文趙虎.趙嵐時(shí)間片輪轉(zhuǎn)技術(shù)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用青海大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）200624(5)通過(guò)分析單片機(jī)控制系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)及軟硬件組成設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)潔高效的任務(wù)調(diào)度算法將時(shí)間片輪轉(zhuǎn)技術(shù)運(yùn)用于單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)多任務(wù)、多優(yōu)先級(jí)并發(fā)運(yùn)行架構(gòu)的建立.10.期刊論文汪建.章育群MCS96系列單片機(jī)中斷優(yōu)先級(jí)的控制方法微處理機(jī)1999(1)本文鏈接：:d.g..cnPeriodical_kjxx200808052.aspx下