hcs08中斷系統(tǒng)-rti

1、第五章 復(fù)位、中斷與系統(tǒng)控制 第一節(jié) 輸入輸出控制方式 1、無(wú)條件傳送方式2、條件傳送方式3、中斷控制方式 4、DMA方式 第二節(jié) 復(fù)位與中斷系統(tǒng) 1、中斷源及中斷矢量 2、中斷控制及相關(guān)寄存器 第三節(jié) 中斷處理過(guò)程 第四節(jié) 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用IRQ、RTI、KBI第五章 復(fù)位、中斷與系統(tǒng)控制1、中斷源、中斷向量2、中斷程序的處理過(guò)程3、堆棧在中斷中的運(yùn)用4、中斷的允許、初始化5、匯編與C中斷程序設(shè)計(jì)5.1 微機(jī)的輸入輸出方式 在信息處理的過(guò)程中，微機(jī)經(jīng)常要與外部設(shè)備交換信息，稱為輸入（讀外設(shè)）與輸出（寫外設(shè)）。信息的傳送方式有以下幾種：一無(wú)條件傳送方式： 外設(shè)在任何時(shí)刻均處于“準(zhǔn)備好”的狀態(tài)，C

2、PU可隨時(shí)用指令讀寫外設(shè)。 例1從PTB端口輸入8個(gè)開(kāi)關(guān)S0S7的狀態(tài)： LDA PTBD(LDA $02) 例2用PTB端口控制8個(gè)LED燈的點(diǎn)亮（低電平點(diǎn)亮）。 MOV #$0F,PTBD; 點(diǎn)亮高4位LED二查詢傳送方式（條件傳送方式） 外設(shè)用一位“狀態(tài)信息”表明其是否處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，CPU每次訪問(wèn)外設(shè)時(shí)必須先讀入狀態(tài)信息（查詢），確認(rèn)“準(zhǔn)備好”之后，才能對(duì)其進(jìn)行讀寫。例1輸入某8位AD轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換結(jié)果。設(shè)AD的數(shù)據(jù)線 接到PTB口，“轉(zhuǎn)換結(jié)束”信號(hào)接到PTA0（1表示轉(zhuǎn)換 結(jié)束），“啟動(dòng)AD”信號(hào)接到PTA1（從01為啟動(dòng)） BCLR 1，PTAD ; PTA1清0 BSET 1,

3、PTAD ;啟動(dòng)AD WAIT： BRCLR 0，PTAD, WAIT ；查詢 LDA PTBD ；讀AD 例2向打印機(jī)輸出一個(gè)C字符。打印機(jī)數(shù)據(jù)線接PTB口，“忙” 信號(hào)接到PTA.1(1表示忙)，“寫”信號(hào)接到PTA.2(01為寫入) LDA C ；CA WAIT： BRSET 1,PTAD, WAIT ；查詢 STA PTBD ；CPTB口 BCLR 2，PTAD BSET 2, PTAD ；發(fā)“寫”脈沖*當(dāng)外設(shè)的準(zhǔn)備時(shí)間為已知時(shí)，也可用延時(shí)代替查詢。 如已知AD轉(zhuǎn)換時(shí)間最大為1ms，則讀AD的程序中可用BSR D1ms（延遲1ms子程）代替WAIT： BRSET 1,PTAD, WAI

4、T 查詢式傳送的優(yōu)點(diǎn)：通用性強(qiáng)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：查詢時(shí)占用CPU，效率低。三、中斷傳送方式： 當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)傳送時(shí)，用一個(gè)信號(hào)“通知”CPU（申請(qǐng)中斷),CPU接到此信號(hào)后，若滿足一定的條件，則暫時(shí)“中斷”當(dāng)前程序的執(zhí) 行（中斷響應(yīng)），轉(zhuǎn)向?yàn)橥庠O(shè)服務(wù)的子程序（中斷服務(wù)），服務(wù)完畢后返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。（中斷返回） 上述整個(gè)過(guò)程稱為中斷，實(shí)現(xiàn)中斷功能的硬件結(jié)構(gòu)稱為中斷系統(tǒng)。 中斷源：提出中斷申請(qǐng)的外設(shè) I/0設(shè)備（鍵盤，打印機(jī)，AD、DA等） 硬件故障。例：電源掉電。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘：定時(shí)檢測(cè)、定時(shí)控制。 調(diào)試程序時(shí)設(shè)置的中斷源（單步運(yùn)行等） 中斷技術(shù)的功能特點(diǎn)： 分時(shí)操作：CPU與外設(shè)可各自

5、工作，提高了CPU的效率。 實(shí)時(shí)處理：可及時(shí)響應(yīng)外設(shè)要求的服務(wù)。 故障處理：可及時(shí)處理各種軟硬件故障。 中斷優(yōu)先權(quán) 優(yōu)先權(quán)排隊(duì):多個(gè)中斷源同時(shí)提中斷時(shí)，按其優(yōu)先 權(quán)的高低，優(yōu)先響應(yīng)高級(jí)中斷。 軟件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)：CPU接到中斷申請(qǐng)時(shí)，用指令逐個(gè)查詢各中斷源（優(yōu)先級(jí)高的先被查詢）按順序服務(wù)。 硬件優(yōu)先權(quán)排隊(duì)：中斷系統(tǒng)硬件中規(guī)定了各中斷源的優(yōu)先級(jí)，級(jí)別高者優(yōu)先響應(yīng)。 中斷嵌套：CPU為某中斷源服務(wù)時(shí)，又出現(xiàn)了一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的中斷申請(qǐng)，CPU則中止當(dāng)前中斷服務(wù)，轉(zhuǎn)向高級(jí)中斷服務(wù)，完畢后再返回原中斷服務(wù)。 四直接存貯器存?。―MA）方式 CPU“讓出”總線（AB、DB、CB均為高阻狀態(tài)），由專用的DMA控

6、制器“接管”總線，控制外設(shè)與存貯器之間直接傳送數(shù)據(jù)（不通過(guò)CPU，無(wú)需指令）。適用于 大批量數(shù)據(jù)傳送（如硬盤與RAM之間） 外設(shè)速度很高（如高速AD） 5.2.1、復(fù)位是最高級(jí)中斷 復(fù)位使得系統(tǒng)從一個(gè)已知（狀態(tài)與控制寄存器）的狀態(tài)開(kāi)始運(yùn)行程序。 PC裝載復(fù)位矢量 (0 xFFFE:0 xFFFF). 外設(shè)被禁止，I/O管腳處于沒(méi)有上拉電阻的高阻輸入狀態(tài)。 狀態(tài)控制寄存器CCR的中斷全局控制位（ I ）為“1” 堆棧指針SP裝載數(shù)值 0 x00FF。5.2 復(fù)位與中斷系統(tǒng)5.2.2、復(fù)位源（最高級(jí)中斷源） 外部復(fù)位管腳PTA5(PIN),需要將SOPT1 寄存器的RSTPE位設(shè)“1”； 上電復(fù)位

7、 (POR) 低壓監(jiān)測(cè)復(fù)位 (LVD) 看門狗定時(shí)器復(fù)位 (COP) 非法代碼監(jiān)測(cè)復(fù)位(ILOP) 非法地址監(jiān)測(cè)復(fù)位(ILAD) 背景調(diào)試強(qiáng)迫復(fù)位5.2 復(fù)位與中斷系統(tǒng)2：這些位是否設(shè)置由復(fù)位時(shí)的實(shí)際情況決定。System Reset Status Register (SRS)，寫，寫SRS復(fù)位看門狗而不影響復(fù)位看門狗而不影響SRS的具體數(shù)值。的具體數(shù)值。5.2.3、中斷源、中斷矢量、中斷入口、中斷向量5.2 復(fù)位與中斷系統(tǒng)中斷號(hào)：C語(yǔ)言編程常用矢量地址：匯編語(yǔ)言編程常用1中斷入口1中斷入口1中斷入口低優(yōu)先級(jí)高中斷號(hào)入口地址模塊標(biāo)記、狀態(tài)位允許位寄存器230 xFFD0:FFD1系統(tǒng)RTIFR

8、TIESRTISC200 xFFD6:FFD7ACMPACFACIEACMPSC190 xFFD8:FFD9ADCCOCOAIENADCSC1180 xFFDA:FFDBKBIKBFKBIEKBISC170 xFFDC:FFDDIICIICIFIICIEIICC,IICS160 xFFDE:FFDFSCITDRE、TCTIE、TCIESCIC2150 xFFE0:FFE1SCI IDLE、RDRFILIE、RIESCIS1140 xFFE2:FFE3SCIOR,NF,FE,PFORIESCIC3130 xFFE4:FFE5SPISPIF,MODF,SPTEFSPIE,SPTIESPIC1120

9、 xFFE6:FFE7 MTIMTOFTOIEMTIMSC70 xFFF0:FFF1TPMTOFTOIETPMSC60 xFFF2:FFF3TPMCH1FCH1IETPMC1SC50 xFFF4:FFF5TPMCH0FCHI0IETPMC0SC30 xFFF8:FFF9系統(tǒng)LVDFLVDIESPMSC120 xFFFA:FFFBIRQIRQFIRQIEIRQSC10 xFFFC:FFFDCPUSWI指令-00 xFFFE:FFFF系統(tǒng)COP,LVD,RST,POR,非法指令等。5.3.1、5.3 中斷處理過(guò)程普通中斷與SWI指令一樣，包括：1、 在堆棧中保存CPU寄存器；2、設(shè)置CCR寄存器中

10、的“I”，以禁止進(jìn)一步的中斷發(fā)生；3、 從所有掛號(hào)的中斷中，選擇優(yōu)先級(jí)最高的中斷矢量裝載PC;4、從新的中斷子程序取指令執(zhí)行。5、中斷子程序遇上RTI后，從堆?；謴?fù)CCR、A、X、。為了與M68HC08兼容，寄存器不會(huì)自動(dòng)保存與恢復(fù)，建議手動(dòng)保存與恢復(fù)。 PSHH PULH RTI為了允許中斷嵌套，進(jìn)入ISR時(shí)要手動(dòng)清除CCR中的I位，建議高手如此操作，否則嵌套會(huì)帶來(lái)調(diào)試上的困難。5.3.2、中斷中的堆棧操作5.3 中斷處理過(guò)程H不會(huì)自動(dòng)保存與恢復(fù)。5.4 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用IRQ、RTI、KBI5.4.1、IRQ單片機(jī)的管腳及其功能管腳的復(fù)用管腳的復(fù)用注意：0、管腳功能復(fù)用時(shí)的優(yōu)先級(jí)見(jiàn)右表，高優(yōu)

11、先級(jí)接管管腳時(shí)，對(duì)低優(yōu)先級(jí)模塊會(huì)產(chǎn)生雜亂信號(hào)，因此切換前應(yīng)先停止不使用的功能。1、PTA5作為只能輸入管腳而言，輸入電壓不能超過(guò)VDD。2、IIC使用的端口可以通過(guò)設(shè)置SOPT2 寄存器中的IICPS位重新定位到PTB6和PTB7，復(fù)位時(shí)缺省使用PTA2 and PTA3。3、如果ACMP和ADC被同時(shí)使能，管腳PTA0和PTA1可同時(shí)使用。5.4.1 IRQ管腳的使用管腳的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例IRQSC (0 x000F)0F) 6IRQPDD 內(nèi)部上拉電阻使能控制位，必須IRQPE=1該位才有意義。0-上拉允許； 1-上拉禁止，可使用外部上拉。4 IRQPE 置位置位該位使管腳當(dāng)I

12、RQ用。3 IRQFIRQ事件標(biāo)志位該只讀位為該只讀位為“1 1”時(shí)表示時(shí)表示檢測(cè)到IRQ事件。2IRQACKIRQ應(yīng)答位給給這個(gè)只寫位寫“1”清除IRQF，如果中斷模式選擇的是“邊沿邊沿和電平和電平” （即IRQMOD=1),當(dāng)IRQ管腳保持低電平時(shí),寫該位也不能清除IRQF。 1IRQIEIRQ 中斷使能給該位寫“1”將允許IRQF=1時(shí)產(chǎn)生硬件中斷，該位寫“0”時(shí)，只能采用查詢的方式。 0IRQMODIRQ觸發(fā)模式即選擇 “邊沿邊沿”觸發(fā)或者“邊沿和電平邊沿和電平” 觸發(fā)。0-IRQ事件只在下降沿觸發(fā)； 1-IRQ事件在下降沿和低電平都能觸發(fā)。IRQ管腳的使用，結(jié)合開(kāi)發(fā)板管腳的使用，結(jié)合

13、開(kāi)發(fā)板,采用采用C語(yǔ)言編程。語(yǔ)言編程。1新建一個(gè)c工程；2在打開(kāi)中斷允許之前添加4行初始化： SOPT1 = 0 x02; / 禁止禁止 COP、STOP and RST IRQSC = 0 x16; / 允許允許IRQ管腳，允許管腳，允許IRQ中斷，下降沿觸發(fā)中斷，下降沿觸發(fā) PTBDD = 0 xFF;/ PTB輸出輸出 PTBD = 0 xFF;/ 關(guān)閉關(guān)閉LED EnableInterrupts; /* enable interrupts */5.4.1 IRQ管腳的使用管腳的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例3添加中斷服務(wù)子程序、延時(shí)子程序interrupt 2 void IRQ_ISR(

14、) unsigned char i; for(i=0;i200;i+); /延時(shí) while(!PTAD_PTAD5); /等待按鍵釋放 PTBD_PTBD6 = 0;/LED亮 delay(500);/延時(shí) PTBD_PTBD6 = 1;/LED滅 delay(500); PTBD_PTBD6 = 0;/亮、滅兩次 delay(500); PTBD_PTBD6 = 1; IRQSC = 0 x16; /清除標(biāo)記，缺乏將不停清除標(biāo)記，缺乏將不停 void delay(unsigned int ms) unsigned int i; unsigned int j; for(j= 0;jms;j+

15、) for(i = 0;i200; i+) 0 x17沿和電平沿和電平5.4.1 IRQ管腳的使用管腳的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例5.4.2 RTI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例5.4.2 RTI(Real-Time Interrupt)5.4.2 RTI5.4.2 RTI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例SRTISC(System Real-Time Interrupt Status and Control Register) 7 RTIF實(shí)時(shí)中斷標(biāo)志 周期性實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)時(shí)間到時(shí)，設(shè)置該位為“1”。 6 RTIACK實(shí)時(shí)中斷應(yīng)答 這個(gè)只寫位用來(lái)應(yīng)答實(shí)時(shí)中斷，給該位寫1清除RTIF。

16、5RTICLKS實(shí)時(shí)中斷時(shí)鐘選擇該位選擇實(shí)時(shí)中斷的時(shí)鐘源0-RTI時(shí)鐘源為內(nèi)部1kHz振蕩器； 1-RTI時(shí)鐘源為外部時(shí)鐘。4 RTIE實(shí)時(shí)中斷使能這給該位寫“1”將允許RTI產(chǎn)生硬件中斷申請(qǐng)。2:0RTIS選擇RTI的周期參見(jiàn)下頁(yè)表。5.4.2 RTI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例SRTISC RTIS2：0使用內(nèi)部1kHz時(shí)鐘源使 用 外 部 時(shí) 鐘源text 表示外時(shí)鐘周期0:0:0停止RTI停止RTI0:0:18 mstext 2560:1:032 mstext 10240:1:164 mstext 20481:0:0128 mstext 40961:0:1256 mstext

17、81921:1:0512 mstext 163841:1:11.024 stext 327685.4.2 RTI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例RTI的使用的使用,采用匯編編程的方法：采用匯編編程的方法：1新建一個(gè)匯編工程；2在XDEF后面添加標(biāo)號(hào)RT_ISR XDEF _Startup, main,RT_ISR;3在中斷全局允許前，添加一點(diǎn)初始化代碼： MOV #$FF,PTBDD ;定義輸出定義輸出 LDA #$16 ;允許允許RT中斷中斷,時(shí)間間隔時(shí)間間隔512ms STA SRTISC;設(shè)置設(shè)置RTI CLI ; enable interrupts4編寫中斷子程序，讓LED閃爍RT

18、_ISR: LDA PTBD EOR #$FF; STA PTBD LDA #$56 ;清除標(biāo)志 STA SRTISC; RTI5修改PRM文件，添加RT_ISR說(shuō)明，2種方法VECTOR 23 RT_ISR VECTOR ADDRESS 0 xffd0 RT_ISR RT_ISR: ; RTI ORG $FFD0 DC.W RT_ISR此時(shí)不用修改XDEF和PRM5.4.2 RTI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例5.4.3 KBI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例1、基礎(chǔ)知識(shí)鍵盤中斷KBI模塊提供多達(dá)8個(gè)獨(dú)立的可使能的外部中斷源 4種觸發(fā)模式鍵盤中斷可將MCU從wait、stop3模式

19、喚醒，在BDM模式正常工作。 5.4.3 KBI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例2、寄存器KBI狀態(tài)與控制寄存器（KBISC）KBI管腳使能寄存器（KBIPE），注意管腳功能優(yōu)先級(jí)KBI工作沿選擇寄存器（ KBIES ）。0 x000C0C-KBISC 0 x000D0D-KBIPE0 x000E0E-KBIES5.4.3 KBI的使用的使用中斷應(yīng)用范例中斷應(yīng)用范例KBI KBISC3 KBF鍵盤中斷標(biāo)志當(dāng)檢測(cè)到鍵盤中斷時(shí)，該只讀位置“1”。2 KBACK鍵盤應(yīng)答寫1到KBACK是標(biāo)志清除機(jī)制的一部分，讀時(shí)總為0。1 KBIE鍵盤中斷使能給該位置“1”允許鍵盤中斷申請(qǐng)。0 KBMOD 鍵盤

20、中斷觸發(fā)模式該位（與BKEDG位一起)選擇鍵盤中斷觸發(fā)模式：0- 只檢測(cè)邊沿；1-檢測(cè)邊沿和電平。KBIPE7：0 KBIPEn對(duì)應(yīng)位置“1”允許管腳的KBI功能。PTB3，2，1，0，PTA3，2，1，0KBI 沿選擇KBIES7：0KBEDGn0-對(duì)應(yīng)管腳選擇下降沿或低電平；1-對(duì)應(yīng)管腳選擇上升沿或高電平。PTB3，2，1，0，PTA3，2，1，0KBI 3、應(yīng)用注意事項(xiàng)：、應(yīng)用注意事項(xiàng)：1、如果選擇的是沿和電平觸發(fā)模式，當(dāng)管腳維持在觸發(fā)電平狀態(tài)時(shí)，對(duì)KBISC寄存器中的KBACK寫“1”并不能清除KBF；2、KBI對(duì)應(yīng)管腳可以配置內(nèi)部上拉/下拉電阻，是通過(guò)對(duì)應(yīng)的管腳管理寄存器的設(shè)置實(shí)現(xiàn)的

21、（設(shè)置PTAPE、PTBPE寄存器）。管腳設(shè)置一般是允許上拉電阻，但對(duì)于KBI模塊而言，管腳設(shè)置的內(nèi)部電阻實(shí)際受KBI模塊的寄存器KBIES控制，如果KBEDGn = 0（下降沿或低電平），設(shè)置的是上拉電阻 KBEDGn = 1時(shí)則配置的是下拉電阻。3、KBI的初始化過(guò)程，KBI首次使用時(shí)，為了不產(chǎn)生錯(cuò)誤中斷，建議初始化過(guò)程如下6步：1清除KBISC中的KBIE位，以屏蔽KBI中斷；2設(shè)置KBIES寄存器中的KBEDGn位，選擇使用管腳的中斷觸發(fā)極性；3如果需要內(nèi)部上拉/下拉電阻，配置PTAPE / PTBPE中的PTxPE位；4設(shè)置KBIPE寄存器中的KBIPEn ，允許對(duì)應(yīng)管腳的KBI功能

22、；5給KBISC寄存器中的KBACK位寫1，以清除所有KBI中斷標(biāo)志；6設(shè)置KBISC寄存器中的KBIE位，以允許KBI中斷。KBI 3.1、實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)電路PTA2 / KBIP2PTA3 / KBIP3PTB6 PTB7 KBISC0 x06沿沿KBIPE0 x0C沿選擇KBIES0 x0下降下降1中斷入口低優(yōu)先級(jí)高中斷號(hào)入口地址模塊標(biāo)記允許位寄存器230 xFFD0:FFD1系統(tǒng)RTIFRTIESRTISC200 xFFD6:FFD7ACMPACFACIEACMPSC190 xFFD8:FFD9ADCCOCOAIENADCSC1180 xFFDA:FFDBKBIKBFKBIEKBISC

23、170 xFFDC:FFDDIICIICIFIICIEIICC,IICS160 xFFDE:FFDFSCITDRE、TCTIE、TCIESCIC2150 xFFE0:FFE1SCI IDLE、RDRFILIE、RIESCIS1140 xFFE2:FFE3SCIOR,NF,FE,PFORIESCIC3130 xFFE4:FFE5SPISPIF,MODF,SPTEFSPIE,SPTIESPIC1120 xFFE6:FFE7 MTIMTOFTOIEMTIMSC70 xFFF0:FFF1TPMTOFTOIETPMSC60 xFFF2:FFF3TPMCH1FCH1IETPMC1SC50 xFFF4:FFF5TPMCH0FCHI0IETPMC0SC30 xFFF8:FFF9系統(tǒng)LVDFLVDIESPMSC120 xFFFA:FFFBIRQIRQFIRQIEIRQSC10 xFFFC:FFFDCPUSWI指令-00 xFFFE:FFFF系統(tǒng)COP,LVD,RST,POR,非法指令等。KBI 3.2、實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)要求按SW1時(shí)，LED1和LED2亮滅1次；