AT89S51中斷服務子程序的設計

中斷系統(tǒng)的運行必須與中斷服務子程序配合才能正確使用。設計中斷服務子程序需要首先明確以下幾個問題。

中斷服務子程序設計的任務

中斷服務子程序設計的基本任務有下列4條：

(1)設置中斷允許控制寄存器IE，允許相應的中斷請求源中斷。

(2)設置中斷優(yōu)先級寄存器IP，確定并分配所使用的中斷源的優(yōu)先級。

(3)若是外部中斷源，還要設置中斷請求的觸發(fā)方式IT1或IT0，以決定采用電平觸發(fā)方式還是跳沿觸發(fā)方式。

(4)編寫中斷服務子程序，處理中斷請求。

前3條一般放在主程序的初始化程序段中。

舉例如下：例1、假設允許外部中斷0中斷，并設定它為高優(yōu)先級中斷，其他中斷源為低優(yōu)先級中斷，采用跳沿觸發(fā)方式。在主程序中可編寫如下初始化程序段：

采用中斷時的主程序結(jié)構(gòu)

由于各中斷人口地址是固定的，而程序又必須先從主程序起始地址OOOOH執(zhí)行。所以，在OOOOH起始地址的幾個字節(jié)中，要用無條件轉(zhuǎn)移指令，跳轉(zhuǎn)到主程序。另外，各中斷人口地址之間依次相差8字節(jié)，中斷服務子程序稍長就超過8字節(jié)，這樣中斷服務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，一般在進入中斷后，利用一條無條件轉(zhuǎn)移指令，把中斷服務子程序跳轉(zhuǎn)到遠離其他中斷入口的人口地址處。

常用的主程序結(jié)構(gòu)如下：

注意：在以上的主程序結(jié)構(gòu)中，如果有多個中斷源，就對應有多個“ORG XlX2X3X4H”的中斷入口地址，多個“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Y1Y2Y3 Y4H根據(jù)具體情況來安排。

中斷服務子程序的流程

AT89S51響應中斷后，就進入中斷服務子程序。中斷服務子程序的基本流程如右圖所示。

下面對有關(guān)中斷服務子程序執(zhí)行過程中的一些問題進行說明。

(1)現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復 所謂現(xiàn)場是指進人中斷時，單片機中某些寄存器和存儲器單元中的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。為了使中斷服務子程序的執(zhí)行不破壞這些數(shù)據(jù)或狀態(tài)，以免在中斷返回后影響主程序的運行，因此要把它們送入堆棧保存起來，這就是現(xiàn)場保護。

現(xiàn)場保護一定要位于現(xiàn)場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)場內(nèi)容從堆棧中彈出，以恢復那些寄存器和存儲器單元中的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場恢復。

現(xiàn)場恢復一定要位于中斷處理的后面。AT89S51的堆棧操作指令“PUSH direct”和“POP direct”，主要是供現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復使用的。至于要保護哪些內(nèi)容，應該由用戶根據(jù)中斷處理程序的具體情況來決定。

(2)關(guān)中斷和開中斷 右圖中現(xiàn)場保護前和現(xiàn)場恢復前關(guān)中斷是為了防止此時有高一級的中斷進入，避免現(xiàn)場被破壞;在現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復之后的開中斷是為下一次的中斷做好準備，也為了允許有更高級的中斷進入。這樣做的結(jié)果是，中斷處理可以被打斷，但原來的現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復不允許更改，除了現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復的片刻外，仍然保持著中斷嵌套的功能。

但有的時候，對于一個重要的中斷，必須執(zhí)行完畢，不允許被其他的中斷嵌套。對此可在現(xiàn)場保護之前先關(guān)閉總中斷開關(guān)位，徹底關(guān)閉其他中斷請求，待中斷處理完畢后再開總中斷開關(guān)位中斷。這樣，就需要把圖5-9中的“中斷處理”步驟前后的“開中斷”和“關(guān)中斷”兩個過程去掉。

(3)中斷處理 中斷處理是中斷源請求中斷的具體目的。應用設計者應根據(jù)任務的具體要求來編寫中斷處理部分的程序。

(4)中斷返回 中斷服務子程序的最后一條指令必須是返回指令RETI，它是中斷服務程序結(jié)束的標志。CPU執(zhí)行完這條指令后，把響應中斷時所置l的不可尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清O，然后從堆棧中彈出棧頂上的兩個字節(jié)的斷點地址送到程序計數(shù)器PC，彈出的第一個字節(jié)送入PCH，彈出的第二個字節(jié)送入PCL，CPU從斷點處重新執(zhí)行被中斷的主程序。

例2、根據(jù)下圖的中斷服務子程序流程，編寫中斷服務程序。假設現(xiàn)場保護只需要將PSW寄存器和累加器A的內(nèi)容壓人堆棧中保護起來。

一個典型的中斷服務子程序如下：

上述程序有幾點需要說明：

(1)本例的現(xiàn)場保護假設僅僅涉及PSW和A的內(nèi)容，如果還有其他需要保護的內(nèi)容，只需要在相應的位置再加幾條PUSH和POP指令即可。注意，對堆棧的操作是先進后出，次序不可顛倒。

(2)中斷服務子程序中的“中斷處理程序段”，應用設計者應根據(jù)中斷任務的具體要求來編寫這部分中斷處理程序。

(3)如果該中斷服務子程序不允許被其他中斷所中斷，可將“中斷處理程序段”前后的“SETB EA”和“CLR EA”兩條指令去掉。

(4)中斷服務子程序的最后一條指令必須是返回指令RETI，千萬不可缺少，它是中斷服務子程序結(jié)束的標志。CPU執(zhí)行完這條指令后，返回斷點處，重新執(zhí)行被中斷的主程序。