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> 摘要：為了解決MCS-51系列單片機(jī)只能由IP寄存器設(shè)定兩級(jí)優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題，文中給出 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)給出了高于兩個(gè)優(yōu)先級(jí)的多優(yōu)先級(jí)軟件 擴(kuò)展程序。 > > 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；中斷；優(yōu)先級(jí)；寄存器 > > １ 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)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（ＩＮＴ０），外部中斷１請(qǐng)求（ＩＮＴ １），定時(shí)／計(jì)數(shù)器０溢出中斷請(qǐng)求（Ｔ０），定時(shí)／計(jì)數(shù)器１溢出中斷請(qǐng)求（Ｔ１） 以及串行口中斷請(qǐng)求（Ｔｘ／Ｒｘ）。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)８０５１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１時(shí)， 系統(tǒng)將屏蔽所有的中斷請(qǐng)求；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１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１１１條指令，只有ＲＥＴＩ可 以達(dá)到此目的。該指令可在ＣＰＵ?qǐng)?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)地址送入程序計(jì)數(shù)ＰＣ，從而返回 主程序。 > > ３ 軟件擴(kuò)展方法 > > ３．１ 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＝８４Ｈ（開(kāi)放外部中斷１及總控制位），ＩＰ＝０４Ｈ設(shè)定ＩＮＴ １為高優(yōu)先級(jí)正在執(zhí)行外部中斷１服務(wù)子程序?yàn)槔齺?lái)進(jìn)行說(shuō)明。如欲響應(yīng)串行口中 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： > > ＰＵＳＨ ＩＥ ；ＩＥ內(nèi)容入棧保護(hù) > > ＭＯＶ ＩＥ ， ＃１００１００００Ｂ ；開(kāi)放串行口中斷 > > ＣＡＬＬ ＰＰ ；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 > > ．．． > > ＰＯＰ ＩＥ ；恢復(fù)原ＩＥ內(nèi)容 > > ＲＥＴＩ > > ＰＰ： ＲＥＴＩ > > ３．２ 同級(jí)中斷源之間的響應(yīng) > > 上述代碼體現(xiàn)了高級(jí)中斷源（ＩＮＴ１）響應(yīng)低級(jí)中斷源（串行口）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： > > ＯＲＧ ００００Ｈ > > ＬＪＭＰ ＭＡＩＮ > > ＯＲＧ ０００３Ｈ > > ＬＪＭＰ Ｘ０ ；ＩＮＴ０入口地址 > > ＯＲＧ ０００ＢＨ > > ＬＪＭＰ Ｔ０ ；Ｔ０入口地址 > > ＯＲＧ ００１３Ｈ > > ＬＪＭＰ Ｘ１ ；ＩＮＴ１入口地址 > > ＯＲＧ ００１ＢＨ > > ＬＪＭＰ Ｔ１ ；Ｔ１入口地址 > > ＯＲＧ ００２３Ｈ > > ＬＪＭＰ ＳＳ ；串行口入口地址 > > ＭＡＩＮ： ＭＯＶ ＩＥ ，＃９ＦＨ ；開(kāi)放所有中斷 > > ＭＯＶ ＩＰ，＃０３Ｈ ；設(shè)定ＩＮＴ０、Ｔ０為高優(yōu)先級(jí) > > ＳＪＭＰ ＄ > > Ｘ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ０ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｘ０ＲＬ，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 > > Ｘ０ＲＬ：· ；ＩＮＴ０子程序的真實(shí)入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > Ｔ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ０ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｔ０ＲＬ，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 > > Ｔ０ＲＬ： · ；Ｔ０子程序的真實(shí)入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > Ｘ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ１ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｘ１ＲＬ，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 > > Ｘ１ＲＬ： · ；ＩＮＴ１子程序的真實(shí)入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > Ｔ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ１ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｔ１ＲＬ，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 > > Ｔ１ＲＬ： · ；Ｔ１子程序的真實(shí)入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > ＳＳ： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃ＳＳＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝ＳＳＲＬ，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 > > ＳＳＲＬ： · ；串行口子程序的真實(shí)入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > 上述程序利用ＩＰ寄存器給出了兩級(jí)優(yōu)先級(jí)，其中ＩＮＴ０、Ｔ０為高優(yōu)先級(jí)，ＩＮ Ｔ１、Ｔ１串行口為低優(yōu)先級(jí)。為使某中斷能響應(yīng)同級(jí)甚至低級(jí)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(jí)生效”觸發(fā)器即可。程序一開(kāi) 始的兩條ＰＵＳＨ指令的作用是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行入棧保護(hù)（如此時(shí)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(shí)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(shí)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(diǎn)處以繼續(xù) 執(zhí)行原來(lái)程序。 > > ４ 結(jié)束語(yǔ) > > 本文所闡述的多優(yōu)先級(jí)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(jí)響應(yīng)或高優(yōu)先級(jí)響應(yīng)低優(yōu)先級(jí)等）。此 方法的代價(jià)是要花費(fèi)更多的中斷響應(yīng)時(shí)間，但相對(duì)于添加硬件擴(kuò)展的方法而言，這點(diǎn)代 價(jià)還是值得的 > |
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