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標(biāo)題: 單片機(jī)中斷多優(yōu)先級的軟件擴(kuò)展方法 [打印本頁]

作者: conniede 時間: 2010-9-25 20:51
標(biāo)題: 單片機(jī)中斷多優(yōu)先級的軟件擴(kuò)展方法
１　引言

所謂中斷是指當(dāng)ＣＰＵ正在處理某件事情的時候，外部發(fā)生的某一事件（如一個電平的變化，一個脈沖沿的發(fā)生或定時器計數(shù)溢出等）請求ＣＰＵ迅速去處理，于是ＣＰＵ暫時中止當(dāng)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，再回到原來被中止的地方繼續(xù)原來的工作，這樣的一個過程稱之為中斷。以８０５１為例，中斷系統(tǒng)含有５個中斷源，分別是外部中斷０請求（ＩＮＴ０），外部中斷１請求（ＩＮＴ１），定時／計數(shù)器０溢出中斷請求（Ｔ０），定時／計數(shù)器１溢出中斷請求（Ｔ１）以及串行口中斷請求（Ｔｘ／Ｒｘ）。既然系統(tǒng)含有５個中斷源，就有可能出現(xiàn)數(shù)個中斷源同時提出中斷請求的情況，這樣，設(shè)計人員必須事先根據(jù)它們的輕重緩急來為每個中斷源確定ＣＰＵ對其的響應(yīng)順序。然而，對于中斷優(yōu)先級寄存器ＩＰ來說，只可能設(shè)定兩級優(yōu)先，即控制位為１時對應(yīng)的中斷源為高級中斷，反之，控制位為０時對應(yīng)的為低級中斷。這樣就出現(xiàn)一個問題：如果一個中斷正在執(zhí)行，如何才能讓它響應(yīng)同級甚至是低級中斷請求呢？

２　中斷多優(yōu)先級的擴(kuò)展

根據(jù)８０５１的結(jié)構(gòu)特點，其中斷系統(tǒng)中含有兩個不可尋址的“優(yōu)先級生效”觸發(fā)器。一個用于指出ＣＰＵ是否正在執(zhí)行高優(yōu)先級的中斷服務(wù)程序，這個觸發(fā)器為１時，系統(tǒng)將屏蔽所有的中斷請求；另一個則指出ＣＰＵ是否正在執(zhí)行低優(yōu)先級中斷服務(wù)程序，該觸發(fā)器為１時，將阻止除高優(yōu)先級以外的一切中斷請求。由此可見，若要響應(yīng)同級甚至是低級中斷請求，必須使得該“優(yōu)先級生效”觸發(fā)器清零。但該觸發(fā)器又是不可尋址的，所以無法用軟件直接清零。遍歷系統(tǒng)所提供的１１１條指令，只有ＲＥＴＩ可以達(dá)到此目的。該指令可在ＣＰＵ執(zhí)行該指令時，一方面清除中斷響應(yīng)時所置位的“優(yōu)先級生效”觸發(fā)器，另一方面可從當(dāng)前棧頂彈出斷點地址送入程序計數(shù)ＰＣ，從而返回主程序。

３　軟件擴(kuò)展方法

３．１高級中斷源響應(yīng)低級中斷源的軟件設(shè)計

現(xiàn)以當(dāng)前ＩＥ＝８４Ｈ（開放外部中斷１及總控制位），ＩＰ＝０４Ｈ?設(shè)定ＩＮＴ１為高優(yōu)先級　正在執(zhí)行外部中斷１服務(wù)子程序為例來進(jìn)行說明。如欲響應(yīng)串行口中斷，也就是要實現(xiàn)高級中斷源響應(yīng)低級中斷源，設(shè)計時可加入如下代碼而無須改變ＩＰ寄存器的內(nèi)容：

ＰＵＳＨＩＥ；ＩＥ內(nèi)容入棧保護(hù)

ＭＯＶＩＥ，＃１００１００００Ｂ；開放串行口中斷

ＣＡＬＬＰＰ；繼續(xù)執(zhí)行原中斷子程序，但可

隨時響應(yīng)串行口中斷請求

．．．

ＰＯＰＩＥ；恢復(fù)原ＩＥ內(nèi)容

ＲＥＴＩ

ＰＰ：ＲＥＴＩ

３．２同級中斷源之間的響應(yīng)

上述代碼體現(xiàn)了高級中斷源（ＩＮＴ１）響應(yīng)低級中斷源（串行口）的軟件實現(xiàn)方法。但是，８０５１系統(tǒng)共含有５個中斷源，因此必須解決同優(yōu)先級中斷之間的嵌套問題，具體源程序如下：

ＯＲＧ００００Ｈ

ＬＪＭＰＭＡＩＮ

ＯＲＧ０００３Ｈ

ＬＪＭＰＸ０；ＩＮＴ０入口地址

ＯＲＧ０００ＢＨ

ＬＪＭＰＴ０；Ｔ０入口地址

ＯＲＧ００１３Ｈ

ＬＪＭＰＸ１；ＩＮＴ１入口地址

ＯＲＧ００１ＢＨ

ＬＪＭＰＴ１；Ｔ１入口地址

ＯＲＧ００２３Ｈ

ＬＪＭＰＳＳ；串行口入口地址

ＭＡＩＮ：ＭＯＶＩＥ，＃９ＦＨ；開放所有中斷

ＭＯＶＩＰ，＃０３Ｈ；設(shè)定ＩＮＴ０、Ｔ０為高優(yōu)先級

ＳＪＭＰ＄

Ｘ０：ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＭＯＶＤＰＴＲ，＃Ｘ０ＲＬ

ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＲＥＴＩ；（ＰＣ）＝Ｘ０ＲＬ，清＂高優(yōu)先級生效＂

觸發(fā)器，此時可響應(yīng)其它中斷請求

Ｘ０ＲＬ：· ；ＩＮＴ０子程序的真實入口地址

·
·
·

ＰＯＰＤＰＨ

ＰＯＰＤＰＬ

ＲＥＴＩ

Ｔ０：ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＭＯＶＤＰＴＲ，＃Ｔ０ＲＬ

ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＲＥＴＩ；（ＰＣ）＝Ｔ０ＲＬ，清＂高優(yōu)先級生效＂

觸發(fā)器，此時可響應(yīng)其它中斷請求

Ｔ０ＲＬ： · ；Ｔ０子程序的真實入口地址

·
·
·

ＰＯＰＤＰＨ

ＰＯＰＤＰＬ

ＲＥＴＩ

Ｘ１：ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＭＯＶＤＰＴＲ，＃Ｘ１ＲＬ

ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＲＥＴＩ；（ＰＣ）＝Ｘ１ＲＬ，清“高優(yōu)先級生效”

觸發(fā)器，此時可響應(yīng)其它中斷請求

Ｘ１ＲＬ： · ；ＩＮＴ１子程序的真實入口地址

·
·
·

ＰＯＰＤＰＨ

ＰＯＰＤＰＬ

ＲＥＴＩ

Ｔ１：ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＭＯＶＤＰＴＲ，＃Ｔ１ＲＬ

ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＲＥＴＩ；（ＰＣ）＝Ｔ１ＲＬ，清＂高優(yōu)先級生效＂

觸發(fā)器，此時可響應(yīng)其它中斷請求

Ｔ１ＲＬ： · ；Ｔ１子程序的真實入口地址

·
·
·

ＰＯＰＤＰＨ

ＰＯＰＤＰＬ

ＲＥＴＩ

ＳＳ：ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＭＯＶＤＰＴＲ，＃ＳＳＲＬ

ＰＵＳＨＤＰＬ

ＰＵＳＨＤＰＨ

ＲＥＴＩ；（ＰＣ）＝ＳＳＲＬ，清＂高優(yōu)先級生效＂

觸發(fā)器，此時可響應(yīng)其它中斷請求

ＳＳＲＬ： · ；串行口子程序的真實入口地址

·
·
·

ＰＯＰＤＰＨ

ＰＯＰＤＰＬ

ＲＥＴＩ

上述程序利用ＩＰ寄存器給出了兩級優(yōu)先級，其中ＩＮＴ０、Ｔ０為高優(yōu)先級，ＩＮＴ１、Ｔ１串行口為低優(yōu)先級。為使某中斷能響應(yīng)同級甚至低級中斷，只要在中斷服務(wù)子程序中用ＲＥＴＩ指令清除相應(yīng)的不可尋址的“優(yōu)先級生效”觸發(fā)器即可。程序一開始的兩條ＰＵＳＨ指令的作用是對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行入棧保護(hù)（如此時ＤＰＴＲ中的數(shù)據(jù)不需保留，則這兩條壓棧指令也可不要，相應(yīng)的彈棧指令也可不要），然后將其真實子程序入口地址入棧，并經(jīng)ＲＥＴＩ出棧后彈給ＰＣ指針，以便在執(zhí)行完ＲＥＴＩ后正確執(zhí)行真實子程序。當(dāng)該中斷服務(wù)子程序執(zhí)行完畢后，ＲＥＴＩ將返回主程序斷點處以繼續(xù)執(zhí)行原來程序。

４　結(jié)束語

本文所闡述的多優(yōu)先級擴(kuò)展方法是純軟件方法，該方法只需在程序中加入為數(shù)不多的相應(yīng)代碼，便可進(jìn)行各種中斷嵌套（如同優(yōu)先級響應(yīng)或高優(yōu)先級響應(yīng)低優(yōu)先級等）。此方法的代價是要花費更多的中斷響應(yīng)時間，但相對于添加硬件擴(kuò)展的方法而言，這點代價還是值得的。

作者: shalione 時間: 2011-3-21 20:21
不錯！

作者: pjzhong 時間: 2011-3-25 16:04
深入學(xué)習(xí)中

作者: pcbkey 時間: 2015-2-7 11:22
支持一下

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