單片機(jī)原理：5-8-9中斷系統(tǒng)-ISR設(shè)計(jì)-多中斷源

第5章AT89S51單片機(jī)的

中斷系統(tǒng)15.8中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)中斷系統(tǒng)的運(yùn)行必須與中斷服務(wù)子程序配合才能正確使用。設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序需要首先明確以下幾個(gè)問(wèn)題。1．中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)的任務(wù)任務(wù)有下列4條：（1）設(shè)置中斷允許控制寄存器IE，允許相應(yīng)的中斷請(qǐng)求源中斷。（2）設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，確定所使用的中斷源的優(yōu)先級(jí)。（3）若是外部中斷源，還要設(shè)置中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式?jīng)Q定采用電平觸發(fā)方式還是跳沿觸發(fā)方式。（4）編寫(xiě)中斷服務(wù)子程序，處理中斷請(qǐng)求。2前3條一般放在主程序的初始化程序段中。【例5-3】

假設(shè)允許外部中斷0中斷，設(shè)定為高級(jí)中斷，采用跳沿觸發(fā)方式，其他中斷源為低級(jí)中斷。初始化程序如下：SETBEA ；EA位置1，總中斷開(kāi)關(guān)位開(kāi)放SETBEX0 ；EX0位置1，允許外部中斷0產(chǎn)生中斷SETBPX0 ；PX0位置1，外部中斷0為高優(yōu)先級(jí)中斷SETBIT0 ；IT0位置1，外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式32．采用中斷時(shí)的主程序結(jié)構(gòu)程序必須先從主程序起始地址0000H執(zhí)行。所以，在0000H起始地址的幾個(gè)字節(jié)中，用無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，跳向主程序。另外，各中斷入口地址之間依次相差8字節(jié)，中斷服務(wù)子程序稍長(zhǎng)就超過(guò)8字節(jié)，這樣中斷服務(wù)子程序就占用了其他的中斷入口地址，影響其他中斷源的中斷處理。為此，一般在進(jìn)入中斷后，用一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，把中斷服務(wù)子程序跳轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離其他中斷入口的入口地址處。4常用的主程序結(jié)構(gòu)如下：

ORG 0000H

LJMPMAIN

ORG

X1X2X3X4H；X1X2X3X4H為某中斷源的中斷入口

LJMP

INT ；INT為某中斷源的中斷入口標(biāo)號(hào)

……

ORGY1Y2Y3Y4H

；Y1Y2Y3Y4H為主程序入口MAIN：

主程序INT： 中斷服務(wù)子程序注意：如果有多個(gè)中斷源，就有多個(gè)“ORGX1X2X3X4H”的入口地址，多個(gè)“中斷入口地址”必須依次由小到大排列。主程序MAIN的起始地址Y1Y2Y3Y4H，根據(jù)具體情況來(lái)安排。53．中斷服務(wù)子程序的流程

中斷服務(wù)子程序的基本流程如圖5-9所示。下面對(duì)有關(guān)中斷服務(wù)子程序執(zhí)行過(guò)程中的一些問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。

6圖5-9

中斷子服務(wù)程序的基本流程（1）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)是指單片機(jī)中某些寄存器和存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。為使中斷服務(wù)子程序的執(zhí)行不破壞這些數(shù)據(jù)或狀態(tài)，因此要送入堆棧保存起來(lái)，這就是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。

現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)一定要位于中斷處理程序的前面。中斷處理結(jié)束后，在返回主程序前，則需要把保存的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容從堆棧中彈出恢復(fù)原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)?，F(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)一定要位于中斷處理的后面。AT89S51的堆棧操作指令：“PUSHdirect”和“POPdirect”，是供現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)使用的。要保護(hù)哪些內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)定。7（2）關(guān)中斷和開(kāi)中斷

現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)前關(guān)中斷，是為防止此時(shí)有高一級(jí)的中斷進(jìn)入，避免現(xiàn)場(chǎng)被破壞。在現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)之后的開(kāi)中斷是為下一次的中斷做好準(zhǔn)備，也為了允許有更高級(jí)的中斷進(jìn)入。這樣，中斷處理可以被打斷，但原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)不允許更改，除了現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)的片刻外，仍然保持著中斷嵌套的功能。但有時(shí)候，一個(gè)重要的中斷，必須執(zhí)行完畢，不允許被其他的中斷嵌套。可在現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前先關(guān)閉總中斷開(kāi)關(guān)位，待中斷處理完畢后再開(kāi)總中斷開(kāi)關(guān)位。這樣，需把圖5-9中的“中斷處理”步驟前后的“開(kāi)中斷”和“關(guān)中斷”去掉。8（3）中斷處理

應(yīng)用設(shè)計(jì)者根據(jù)任務(wù)的具體要求，來(lái)編寫(xiě)中斷處理部分的程序。（4）中斷返回中斷服務(wù)子程序最后一條指令必須是返回指令RETI。CPU執(zhí)行完這條指令后，把響應(yīng)中斷時(shí)所置1的不可尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清0，然后從堆棧中彈出棧頂上的兩個(gè)字節(jié)的斷點(diǎn)地址送到程序計(jì)數(shù)器PC，彈出的第一個(gè)字節(jié)送入PCH，彈出的第二個(gè)字節(jié)送入PCL，從斷點(diǎn)處重新執(zhí)行主程序。9【例5-4】根據(jù)圖5-9流程，編寫(xiě)中斷服務(wù)程序。設(shè)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)只將PSW寄存器和累加器A的內(nèi)容壓入堆棧中保護(hù)。一個(gè)典型的中斷服務(wù)子程序如下：INT：

CLR EA ；CPU關(guān)中斷 PUSHPSW ；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) PUSHAcc SETB EA ；總中斷允許

中斷處理段

CLR EA ；關(guān)中斷 POP Acc ；現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù) POP PSW SETB EA ；總中斷允許 RETI ；中斷返回，恢復(fù)斷點(diǎn)10上述程序幾點(diǎn)說(shuō)明：（1）本例的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)假設(shè)僅僅涉及PSW和A的內(nèi)容，如有其他需要保護(hù)的內(nèi)容，只需在相應(yīng)位置再加幾條PUSH和POP指令即可。注意，堆棧的操作是先進(jìn)后出。（2）“中斷處理程序段”，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)中斷任務(wù)的具體要求，來(lái)編寫(xiě)中斷處理程序。（3）如果不允許被其他的中斷所中斷，可將“中斷處理程序段”前后的“SETBEA”和“CLREA”兩條指令去掉。（4）最后一條指令必須是返回指令RETI，不可缺少，CPU執(zhí)行完這條指令后，返回?cái)帱c(diǎn)處，重新執(zhí)行被中斷的主程序。115.9多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際的應(yīng)用中，兩個(gè)外部中斷請(qǐng)求源往往不夠用，需對(duì)外部中斷源進(jìn)行擴(kuò)充，如圖5-10所示。系統(tǒng)有5個(gè)外部中斷請(qǐng)求源IR0～I(xiàn)R4，高電平有效。最高級(jí)的請(qǐng)求源IR0直接接到AT89S51的一個(gè)外部中斷請(qǐng)求輸入端，其余4個(gè)請(qǐng)求源IR1～I(xiàn)R4通過(guò)各自的OC門(mén)（集電極開(kāi)路門(mén)）連到AT89S51的另一個(gè)外中斷源輸入端

，同時(shí)還連到P1口的P1.0～P1.3腳，供AT89S51查詢。圖5-10所示電路，除了IR0優(yōu)先權(quán)級(jí)別最高外，其余4個(gè)外部中斷源的中斷優(yōu)先權(quán)取決于查詢順序，中斷優(yōu)先權(quán)的高與低，取決于查詢順序。1213圖5-10

中斷和查詢相結(jié)合的多外部中斷請(qǐng)求源系統(tǒng)假設(shè)圖5-10中的4個(gè)外設(shè)中有一個(gè)外設(shè)提出高電平有效的中斷請(qǐng)求信號(hào)，則中斷請(qǐng)求通過(guò)4個(gè)集電極開(kāi)路OC門(mén)的輸出公共點(diǎn)，即

腳的電平就會(huì)變低。究竟是哪個(gè)外設(shè)提出的請(qǐng)求，要通過(guò)程序查詢P1.0～P1.3引腳上的邏輯電平來(lái)確定。本例假設(shè)某一時(shí)刻只能有一個(gè)外設(shè)提出中斷請(qǐng)求，并設(shè)IR1～I(xiàn)R4這4個(gè)中斷請(qǐng)求源的高電平可由相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序清“0”，則中斷服務(wù)子程序如下：ORG 0003HLJMP INT0ORG 0013H ；

INT1*的中斷入口LJMP INT1 ……ORG 0100H14INT1: PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH Acc JB P1.0，IR1 ；如P1.0為高，則IR1有請(qǐng)求， ；跳IR1處理 JB P1.1，IR2 ；如P1.1為高，則IR2有請(qǐng)求， ；跳IR2處理 JB P1.2，IR3 ；如P1.2為高，則IR3有請(qǐng)求， ；跳IR3處理 JB P1.3，IR4 ；如P1.3為高，則IR4有請(qǐng)求， ；跳IR4處理INTIR: POP Acc ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP PSW RETI ；中斷返回15IR1:

AJMP INTIR

；IR1處理完，跳INTIR處執(zhí)行IR2:

AJMP INTIR ；IR2處理完，跳INTIR處執(zhí)行IR3: