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C51的中斷編程

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2012-2-4
 

8051 係列 MCU 的基本結構包括:32 個(ge) I/O 口(4 組8 bit 端口);兩(liang) 個(ge) 16 位定時計數器;全雙工串行通信;6 個(ge) 中斷源(2 個(ge) 外部中斷、2 個(ge) 定時/計數器中斷、1 個(ge) 串口輸入/輸出中斷),兩(liang) 級中斷優(you) 先級;128 字節內(nei) 置RAM;獨立的 64K 字節可尋址數據和代碼區。中斷發生後,MCU 轉到 5 個(ge) 中斷入口處之一,然後執行相應的中斷服務
處理程序。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中,中斷向量位於(yu) 程序代碼段的最低地址處,注意這裏的串口輸入/輸出中斷共用一個(ge) 中斷向量。8051的中斷向量表如下:
中斷源 中斷向量
---------------------------
上電複位 0000H
外部中斷0 0003H
定時器0 溢出 000BH
外部中斷1 0013H
定時器1 溢出 001BH
串行口中斷 0023H
定時器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是 C51 的關(guan) 鍵字。C51 中斷過程通過使用 interrupt 關(guan) 鍵字和中斷號(0 到 31)來實現。中斷號指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號對應著 8051中斷使能寄存器IE 中的使能位,對應關(guan) 係如下:
IE寄存器 C51中的 8051的
的使能位 中斷號 中斷源
--------------------------------
IE.0 0 外部中斷0
IE.1 1 定時器0 溢出
IE.2 2 外部中斷1
IE.3 3 定時器1 溢出
IE.4 4 串口中斷
IE.5 5 定時器2 溢出

有了這一聲明,編譯器不需理會(hui) 寄存器組參數的使用和對累加器A、狀態寄存器、寄存器B、數據指針和默認的寄存器的保護。隻要在中斷程序中用到,編譯器會(hui) 把它們(men) 壓棧,在中斷程序結束時將他們(men) 出棧。C51 支持所有 5 個(ge) 8051 標準中斷從(cong) 0 到 4 和在 8051 係列(增強型)中多達 27 個(ge) 中斷源。
using 關(guan) 鍵字用來指定中斷服務程序使用的寄存器組。用法是:using 後跟一個(ge) 0 到3 的數,對應著 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組,默認的工作寄存器組就不會(hui) 被壓棧,這將節省 32 個(ge) 處理周期,因為(wei) 入棧和出棧都需要 2 個(ge) 處理周期。這一做法的缺點是所有調用中斷的過程都必須使用指定的同一個(ge) 寄存器組,否則參數傳(chuan) 遞會(hui) 發生錯誤。因此對於(yu) using,在使用中需靈活取舍。

關(guan) 於(yu) using:
您在文中說明“這一做法的缺點是所有調用中斷的過程都必須使用指定的同一個(ge) 寄存器組”是不是這個(ge) 意思?
舉(ju) 個(ge) 例子來說:
定義(yi) 一個(ge) 函數
void func(unsigned char i) {
...
if(++i==0x12) {
...
}
...
}
有如下一個(ge) 中斷函數
void int_0(void) interrupt 0 using 1 {
....
}
在默認狀態下,func使用寄存器組0(BANK0),那麽(me) 當int_0調用func時是否存在當傳(chuan) 遞參數時會(hui) 造成參數傳(chuan) 遞錯誤?
謝謝!

 

如果在中斷服務函數 ISR 中使用寄存器,那麽(me) 必須處理好 using 的使用問題:
1、中斷服務函數使用 using 指定與(yu) 主函數不同的寄存器組(主函數一般使用 Register bank 0)。
2、中斷優(you) 先級相同的ISR 可用 using 指定相同的寄存器組,但優(you) 先級不同的 ISR 必須使用不同的寄存器組,在 ISR 中被調用的函數也要使用 using 指定與(yu) 中斷函數相同的寄存器組。
3、如果不用 using 指定,在 ISR 的入口,C51 默認選擇寄存器組0,這相當於(yu) 中斷服務程序的入口首先執行指令:
MOV PSW #0
這點保證了,沒使用 using 指定的高優(you) 先級中斷。可以中斷使用不同的寄存器組的低優(you) 先級中斷。
4、使用 using 關(guan) 鍵字給中斷指定寄存器組,這樣直接切換寄存器組而不必進行大量的 PUSH 和 POP 操作,可以節省RAM空間,加速 MCU 執行時間。寄存器組的切換,總的來說比較容易出錯,要對內(nei) 存的使用情況有比較清晰的認識,其正確性要由你自己來保證。特別在程序中有直接地址訪問的時候,一定要小心謹慎!至於(yu) “什麽(me) 時候要用到寄存器組切換”,一種情況是:當你試圖讓兩(liang) 個(ge) (或以上)作業(ye) 同時運行,而且它們(men) 的現場需要一些隔離的時候,就會(hui) 用上了。在 ISR 或使用實時操作係統 RTOS 中,寄存器非常有用。
寄存器組使用的原則:
1、8051 的最低32 個(ge) 字節分成 4 組 8 寄存器。分別為(wei) 寄存器R0 到R7。寄存器組由PSW 的低兩(liang) 位選擇。在 ISR 中,MCU 可以切換到一個(ge) 不同的寄存器組。對寄存器組的訪問不可位尋址,C51 編譯器規定使用 using 或 禁止中斷的函數(#pragma disable )均不能返回 bit 類型的值。
2、主程序(main函數)使用一組,如 bank 0;低中斷優(you) 先級的所有中斷均使用第二組,如 bank 1;高中斷優(you) 先級的所有中斷均使用再另外一組,如 bank 2。顯然,同級別的中斷使用同一組寄存器不會(hui) 有問題,因為(wei) 不會(hui) 發生中斷嵌套;而高優(you) 先級的中斷則要使用與(yu) 低優(you) 先級中斷不同的一組,因為(wei) 有可能出現在低優(you) 先級中斷中發生高優(you) 先級中斷的情況。編譯器會(hui) 自動判斷何時可使用絕對寄存器存取。
3、在 ISR 中調用其它函數,必須和中斷使用相同的寄存器組。當沒用 NOAREGS 命令做明確的聲明,編譯器將使用絕對寄存器尋址方式訪問函數選定(即用 using 或 REGISTERBANK 指定)的寄存器組,當函數假定的和實際所選的寄存器組不同時,將產(chan) 生不可預知的結果,從(cong) 而可能出現參數傳(chuan) 遞錯誤,返回值可能會(hui) 在錯誤的寄存器組中。
舉(ju) 一例子:當需要在中斷內(nei) 和中斷外調用同一個(ge) 函數,假定按照程序的流程控製,不會(hui) 出現函數的遞歸調用現象,這樣的調用會(hui) 不會(hui) 出現問題?若確定不會(hui) 發生重入情況,則有以下兩(liang) 種情況:
1、如果 ISR 和主程序使用同一寄存器組(主程序缺省使用BANK 0,若 ISR 沒有使用 using 為(wei) 其指定寄存器區,則缺省也使用 BANK 0),則不需其他設置。
2、如果 ISR 和主程序使用不同的寄存器組(主程序缺省使用BANK 0,ISR 使用 using 指定了其他 BANK),則被調用函數必須放在:
#pragma NOAREGS
#pragma AREGS
控製參數對中,指定編譯器不要對該函數使用絕對寄存器尋址方式;或者也可在 Options->C51,選中“Don't use absolute register accesses”,使所有代碼均不使用絕對寄存器尋址方式(這樣,執行效率將稍有降低)。不論以上的哪一種情況,編譯器均會(hui) 給出重入警告,需手工更改 OVERLAY 參數,做重入說明。
3、還有一種辦法:如果被調用函數的代碼不是很長,還是將該函數複製一份,用不同的函數名代替,這種情況適合ROM有足夠多餘(yu) 的空間。
因此,對using關(guan) 鍵字的使用,如果沒把握,寧可不用,交給編譯係統自己去處理好了。
詳細使用可參見C51.PDF文件,以上供參考。

Tags:c51中斷編程,c51,中斷,單片機,中斷知識  
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