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> 摘要：為了解決MCS-51系列單片機只能由IP寄存器設定兩級優先級的問題，文中給出 了利用軟件對中斷優先級進行擴展的方法，同時給出了高于兩個優先級的多優先級軟件 擴展程序。 > > 關鍵詞：單片機；中斷；優先級；寄存器 > > １ 引言 > > 所謂中斷是指當ＣＰＵ正在處理某件事情的時候，外部發生的某一事件（如一個電平 的變化，一個脈沖沿的發生或定時器計數溢出等）請求ＣＰＵ迅速去處理，于是ＣＰＵ 暫時中止當前的工作，轉去處理所發生的事件。中斷服務處理完該事件以后，再回到原 來被中止的地方繼續原來的工作，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（ＩＮＴ １），定時／計數器０溢出中斷請求（Ｔ０），定時／計數器１溢出中斷請求（Ｔ１） 以及串行口中斷請求（Ｔｘ／Ｒｘ）。既然系統含有５個中斷源，就有可能出現數個中 斷源同時提出中斷請求的情況，這樣，設計人員必須事先根據它們的輕重緩急來為每個 中斷源確定ＣＰＵ對其的響應順序。然而，對于中斷優先級寄存器ＩＰ來說，只可能設 定兩級優先，即控制位為１時對應的中斷源為高級中斷，反之，控制位為０時對應的為 低級中斷。這樣就出現一個問題：如果一個中斷正在執行，如何才能讓它響應同級甚至 是低級中斷請求呢？ > > ２ 中斷多優先級的擴展 > > 根據８０５１的結構特點，其中斷系統中含有兩個不可尋址的“優先級生效”觸發 器。一個用于指出ＣＰＵ是否正在執行高優先級的中斷服務程序，這個觸發器為１時， 系統將屏蔽所有的中斷請求；另一個則指出ＣＰＵ是否正在執行低優先級中斷服務程 序，該觸發器為１時，將阻止除高優先級以外的一切中斷請求。由此可見，若要響應同 級甚至是低級中斷請求，必須使得該“優先級生效”觸發器清零。但該觸發器又是不可 尋址的，所以無法用軟件直接清零。遍歷系統所提供的１１１條指令，只有ＲＥＴＩ可 以達到此目的。該指令可在ＣＰＵ執行該指令時，一方面清除中斷響應時所置位的“優 先級生效”觸發器，另一方面可從當前棧頂彈出斷點地址送入程序計數ＰＣ，從而返回 主程序。 > > ３ 軟件擴展方法 > > ３．１ 高級中斷源響應低級中斷源的軟件設計 > > 現以當前ＩＥ＝８４Ｈ（開放外部中斷１及總控制位），ＩＰ＝０４Ｈ設定ＩＮＴ １為高優先級正在執行外部中斷１服務子程序為例來進行說明。如欲響應串行口中 斷，也就是要實現高級中斷源響應低級中斷源，設計時可加入如下代碼而無須改變ＩＰ 寄存器的內容： > > ＰＵＳＨ ＩＥ ；ＩＥ內容入棧保護 > > ＭＯＶ ＩＥ ， ＃１００１００００Ｂ ；開放串行口中斷 > > ＣＡＬＬ ＰＰ ；繼續執行原中斷子程序，但可 > > 隨時響應串行口中斷請求 > > ．．． > > ＰＯＰ ＩＥ ；恢復原ＩＥ內容 > > ＲＥＴＩ > > ＰＰ： ＲＥＴＩ > > ３．２ 同級中斷源之間的響應 > > 上述代碼體現了高級中斷源（ＩＮＴ１）響應低級中斷源（串行口）的軟件實現方 法。但是， ８０５１系統共含有５個中斷源，因此必須解決同優先級中斷之間的嵌套 問題，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 ；開放所有中斷 > > ＭＯＶ ＩＰ，＃０３Ｈ ；設定ＩＮＴ０、Ｔ０為高優先級 > > ＳＪＭＰ ＄ > > Ｘ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ０ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｘ０ＲＬ，清＂高優先級生效＂ > > 觸發器，此時可響應其它中斷請求 > > Ｘ０ＲＬ：· ；ＩＮＴ０子程序的真實入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > Ｔ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ０ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｔ０ＲＬ，清＂高優先級生效＂ > > 觸發器，此時可響應其它中斷請求 > > Ｔ０ＲＬ： · ；Ｔ０子程序的真實入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > Ｘ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ１ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｘ１ＲＬ，清“高優先級生效” > > 觸發器，此時可響應其它中斷請求 > > Ｘ１ＲＬ： · ；ＩＮＴ１子程序的真實入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > Ｔ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ１ＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｔ１ＲＬ，清＂高優先級生效＂ > > 觸發器，此時可響應其它中斷請求 > > Ｔ１ＲＬ： · ；Ｔ１子程序的真實入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > ＳＳ： ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃ＳＳＲＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＬ > > ＰＵＳＨ ＤＰＨ > > ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝ＳＳＲＬ，清＂高優先級生效＂ > > 觸發器，此時可響應其它中斷請求 > > ＳＳＲＬ： · ；串行口子程序的真實入口地址 > > · > > · > > · > > ＰＯＰ ＤＰＨ > > ＰＯＰ ＤＰＬ > > ＲＥＴＩ > > 上述程序利用ＩＰ寄存器給出了兩級優先級，其中ＩＮＴ０、Ｔ０為高優先級，ＩＮ Ｔ１、Ｔ１串行口為低優先級。為使某中斷能響應同級甚至低級中斷，只要在中斷服務 子程序中用ＲＥＴＩ指令清除相應的不可尋址的“優先級生效”觸發器即可。程序一開 始的兩條ＰＵＳＨ指令的作用是對原始數據進行入棧保護（如此時ＤＰＴＲ中的數據不 需保留，則這兩條壓棧指令也可不要，相應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ＲＥＴＩ出棧后彈給ＰＣ指針，以便在執行完ＲＥＴＩ后正確執 行真實子程序。當該中斷服務子程序執行完畢后，ＲＥＴＩ將返回主程序斷點處以繼續 執行原來程序。 > > ４ 結束語 > > 本文所闡述的多優先級擴展方法是純軟件方法，該方法只需在程序中加入為數不多的 相應代碼，便可進行各種中斷嵌套（如同優先級響應或高優先級響應低優先級等）。此 方法的代價是要花費更多的中斷響應時間，但相對于添加硬件擴展的方法而言，這點代 價還是值得的 > |
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