與51或者其他系列的單片機相比,PIC單片機的中斷機制有其特殊之處,針對我們一些初學者存在的一些問題和疑惑,我在此做一個個人總結(jié),不當?shù)牡胤剑堈居褌冎刚?/p>
先摘引三個對PIC中斷理解的回帖,然后我再對中斷活動的過程、應該注意的事項、及一個疑惑進行較詳細的總結(jié)和解釋。
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johnfrank:關(guān)于pic中斷有些不明白的地方
借用大蝦的程序;
;********************中斷服務代碼
btfssINTCON,T0IE;判斷是否為T0中斷
gotoother_int
btfssINTCON,T0IF;it’sthetimeofT0int
gotoother_int
bcfINTCON,T0IF;是T0中斷,清除中斷標志
movlw0x10;微秒的高位字節(jié)加上定時時間256x16分頻=4096=0x1000的高位(0x10)
addwfus+1
gotoend_int
other_int;可添加其他中斷服務代碼
nop;otherisrcodecanbeadded
;**********************************
end_int;恢復現(xiàn)場
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假如又有新的中斷正好在這段程序中間產(chǎn)生
btfssINTCON,T0IF
gotoother_int
bcfINTCON,T0IF
程序豈不是要出錯跑飛了
johnfrank:
謝謝你的關(guān)注。
我講一下自己的理解,權(quán)做回答,不當之處,還請站友們指點。
pic中檔單片機系列沒有“硬件中斷優(yōu)先級別”(請允許我這樣說),含義是指:當內(nèi)核正在處理當前的中斷服務A時,在這個期間里,其他任何中斷的產(chǎn)生,只能使其標志位xxIF置1,不能剝奪當前中斷服務對CPU的占用權(quán)(反應在PC指針不能被新的中斷改變指向),必須等到當前中斷服務處理A完畢,然后,根據(jù)gotoother_int語句的轉(zhuǎn)向,依次判斷。若新發(fā)生的中斷處理代碼在中斷服務A之后(前、后指代碼在ROM中地址順序,越大越后),則進行新發(fā)生的中斷處理;若恰好新發(fā)生的中斷服務代碼在剛被處理完畢的中斷服務A代碼之前,則將不予理會,(即程序指針PC不會在中斷處理代碼空間中又返回到0004H的入口),等到執(zhí)行到retfie后返回主程序,然后再次進入中斷入口0004H...
之所以說其無“硬件中斷優(yōu)先級別”是與“軟件中斷優(yōu)先級別”對應的,通過中斷服務代碼對中斷標志和IE的檢測的先后,可設立優(yōu)先級。
當然,準確地說,這是一種順序,而非級別,呵呵。
如果了解一下51的中斷系統(tǒng),相信你能更好地理解PIC的中斷的級別:
將會出現(xiàn)你說的情況,當優(yōu)先級更高的中斷來臨時,內(nèi)核將暫時停止當前中斷服務,保存當前中斷服務的現(xiàn)場,執(zhí)行優(yōu)先級更高的中斷服務,處理完成后,恢復現(xiàn)場,執(zhí)行未處理完成的中斷服務....,最后,返回主程序。
小弟講得有點煩瑣,并不形象,可能還有紕漏和謬誤之處,請大家指正,相信johnfrank在仔細看書之后,應該可以形成自己的正確看法。
zdtdl:小弟說兩句~~
簡單地說,當系統(tǒng)響應一個中斷時,GIE位將被自動清零以禁止其他的中斷,在執(zhí)行中斷返回指令RETFIE后系統(tǒng)再自動置GIE位1開放中斷。只要不在中斷程序中對GIE置1,就不會產(chǎn)生反復進入中斷的現(xiàn)象,靠查詢方式?jīng)Q定響應誰。PIC也有中斷嵌套,可以形成多級嵌套,甚至自身嵌套,不過嵌套的級數(shù)絕對不能超過硬件堆棧的深度。
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PIC中檔單片機的中斷總結(jié)正文
一、中斷活動的過程
對于PIC單片機來說,一次中斷的過程大致有下列階段:
為了使得說明形象和直觀,本文采用一些詼諧的語句來比喻說明:
中斷請求---------比喻成申請買經(jīng)濟適用房的請求
中斷標志-------一份申請書
本中斷使能xxIE-----本單位領(lǐng)導
PEIE-------------戶口辦公室主任
GIE--------------銀行的管理信貸的科長
1.中斷請求:房子太少,兒子要結(jié)婚了,得買房了,可資源和財力有限,不能賣商品房,只好按特殊情況處理,寫一份申請書(中斷標志位IF置1);
2.本單位領(lǐng)導xxIE看了之后,如果給你蓋了一個戳:(即該中斷使能位IE=1),那么恭喜你,這份申請書可以提交到更高一級的部門;如果沒蓋(xxIE=0),那么對不起,先放我這里吧,等我們研究研究好后再說。如果你不開心,要拿回申請書撕掉,呵呵,那么IF=0;你的購房請求之夢破滅;
3.xxIE領(lǐng)導將根據(jù)戶口,將這些請求書給分類,一類是外地遷來的戶口,提交給戶口辦公室PEIE主任審查,PEIE主任如果給你蓋了個戳(PEIE=1),那么,他將會把申請書提交給銀行的GIE科長批準,否則就是放在這里再研究研究或者你要回來撕毀;一類是本地戶口,可直接提交給銀行的GIE科長批準,然后你將申請書帶到GIE科長的辦公室。
4. GIE科長蓋了章之后(GIE=1),然后,你就可以拿著申請書去找房地產(chǎn)商要房子了(此時PC指針=0004H),因為GIE科長有很多事情要做,所以他每蓋了一次戳之后(注意是一次不是一個,因為也許有多個中斷同時發(fā)生,也就是說有其他地方的人來請GIE蓋戳),就在辦公室門外掛了個牌子:請勿打擾。他自己則休息去了,直到接到RETFIE的電話或者有人打他的手機。
5. 房地產(chǎn)商準備給房子了,不過你最好得先把各項手續(xù)給填好,叫5w押金,另外協(xié)議阿,合同阿,都得自己搞定,這叫“保護現(xiàn)場”。
6. 房地產(chǎn)商開始上班了,于是挨個查“申請書”是誰提交的,以便給你安排你預定的房子。這個叫“中斷查詢”。
7. 查到是你的后,然后打電話讓你過來,帶你去看房子,把鑰匙給你。這個交“中斷處理”。
8. 鑰匙交給你之后,房子你是到手了,不過這份申請書就失效了,房地產(chǎn)商將該申請書銷毀。這個叫“清除中斷標志”。
9. 好啦,現(xiàn)在你可以去房地產(chǎn)商自己去要回以前交的押金,身份證啊等等。這個叫“恢復現(xiàn)場”。
10. 最后,房地產(chǎn)商辦完了,讓RETFIE小姐打個電話給GIE科長(執(zhí)行RETFIE指令),GIE科長才起來,把“請勿打擾”的牌子取下,讓其他的帶著申請書的人進來。當然,如果你的事情還沒搞定,GIE科長的關(guān)系戶打了他的手機(你在辦事時-處理中斷時,若有GIE被置1),他也會開門取下“請勿打擾”的牌子,讓關(guān)系戶進來,給他蓋好章。這下就對不起了,人家有關(guān)系,所以你的事情要馬上停下來,先等關(guān)系戶辦完他的事情之后,再給你辦你的事情。這個叫“中斷嵌套”,要注意GIE科長有8個關(guān)系戶(硬件堆棧的深度為8級)哦。
二、需要注意的問題:
1. 中斷現(xiàn)場的保護(可以參考以前的帖子,在xieyubing版主的指點下,有恰當?shù)睦?;
2. 初次上電復位、電源跌落復位和其他情況下的復位,均使得全局中斷位GIE和其他中斷使能位xxIE=0;
3. 中斷標志位的狀態(tài)與該中斷源是否被屏蔽無關(guān),與全局中斷使能位GIE也無關(guān)。
4. 當開放某一中斷源時,該中斷源就是通過中斷標志向CPU申請中斷的,無論什么原因,只要標志位IF置1(可以用軟件強行置1),均會產(chǎn)生中斷請求。
5. 當中斷標志位為1,如果該中斷被屏蔽或者被禁止了,只要不清除標志位,那么該中斷請求會被潛伏下來,一旦屏蔽解除,立即產(chǎn)生中斷響應。反之,如果在屏蔽/禁止條件解除之前清除了該標志位,那么則無中斷請求。
6. 當CPU響應任一中斷時,全局中斷使能位GIE會自動清零;當中斷返回時,它有自動置1。如果在中斷處理期間,用軟件將已經(jīng)清零的GIE位又重新置位,這個時候若再出現(xiàn)中斷請求,就可以形成了中斷嵌套。即:在處理某一中斷期間又響應了其他中斷請求,就形成了中斷嵌套,此時,前一中斷處理過程會被暫停而進入新的中斷處理,當新中斷處理完畢后,才會繼續(xù)處理前一個被擱置的中斷。此方式可以形成多級嵌套,但不能超過硬件堆棧的深度8級,以免造成堆棧溢出而不能正常返回。
7. 如果同時發(fā)生多個中斷請求,則中斷處理的順序取決于中斷程序中的檢查中斷源的順序。
8. 若要防止中斷請求被丟失:則要注意下面兩種情況:如果同一中斷源的中斷發(fā)生間隔時間大于該中斷服務的處理時間,則可能出現(xiàn)中斷事件被忽略(體現(xiàn)在中斷服務的過程中,標志位被連續(xù)發(fā)生來兩次置位),例如:中斷事件發(fā)生的時間間隔為30ms,中斷服務處理加上跳轉(zhuǎn)判斷的時間為50ms,則情況將會如下所示:
[中斷次數(shù)----------1][中斷次數(shù)----------2][中斷次數(shù)----------3][中斷次數(shù)----------4]
[處理次數(shù)------------------------1][處理次數(shù)------------------------2][處理次數(shù)------------------------4]
如果在中斷處理一開始就清除IF,那么如上圖所示,中斷事件3、4 在處理次數(shù)2的過程中發(fā)生來兩次,那么即使IF清除發(fā)生在中斷次數(shù)3發(fā)生之前,也將丟失第三次中斷。
另外,即使中斷出現(xiàn)的時間間隔大于中斷服務的時間間隔,如果清除中斷標志位的指令安排在中斷服務子程序的尾部,就有可能造成丟失該中斷請求(即兩次中斷標志置位的事件只對應一條清除指令和一次中斷處理。
9. 在進行查表操作時必須禁止CPU響應中斷,以避免中斷返回時跳轉(zhuǎn)到不希望的地址上去。
三、一個疑惑
一個疑問:一些書上提到:如果對寄存器INTCON進行“讀-改-寫”操作的時候,要事先將GIE清0,再對INTCON進行操作,然后將GIE恢復為1
即BCF INTCON,GIE
BSF INTCON,XX
BSF INTCON,GIE
所提到的理由是:當CPU正在執(zhí)行一條對INTCON寄存器進行“讀-改-寫”操作的指令時,如果恰好發(fā)生了中斷請求,則中斷服務程序會被執(zhí)行兩次。這是因為當中斷請求發(fā)生后INTCON寄存器的GIE寄存器會被硬件自動清零(屏蔽所有中斷),并且程序轉(zhuǎn)入中斷例程入口(0004h)。當GIE被清零后,這時如果CPU正在執(zhí)行一條對INTCON“讀-改-寫”的指令時,則GIE位還會被寫會操作重新置1,這樣就會造成CPU兩次進入中斷服務程序。
該段解釋晦澀難懂,根據(jù)中斷發(fā)生過程的時序(PICmicro中檔單片機系列參考手冊的第8-2頁):在第n個指令周期里,CPU檢測到IF標志位為1,則在n+1個周期內(nèi)將自動使得GIE=0,該周期內(nèi)既不取指也不執(zhí)行指令,然后在n+2個指令周期里,0004h指針裝入PC指針,該周期也不運行其他指令,只完成0004H->(PC)的取指過程,第n+3個指令周期里,CPU執(zhí)行0004h地址的指令碼,并同時取0005h的指令碼。
顯然,作者提到的“當GIE被清零后,這時如果CPU正在執(zhí)行一條對INTCON“讀-改-寫”的指令時,則GIE位還會被寫會操作重新置1,這樣就會造成CPU兩次進入中斷服務程序。”的解釋存在下面的問題:GIE被硬件自動清零時的那個周期,是一個空運行周期,CPU并不執(zhí)行指令,下一個周期也是空運行周期,不過是完成將0004h地址中的代碼取指操作。然后就開始了0004h地址的代碼的執(zhí)行操作和0005h地址代碼的取指過程。那么GIE在被硬件自動清零后要想置會1,只有兩種方法:RETFIE指令使GIE自動置1;通過軟件指令對GIE人為置1。顯然,如果對GIE人為置1的指令執(zhí)行在對該標志位清零前,那么會出現(xiàn)前文所述的中斷嵌套(設該中斷為A),如果沒有其他中斷發(fā)生且執(zhí)行順序先于中斷A且對中斷A的標志清零的話,那么中斷A的嵌套是一個死循環(huán)。就不是執(zhí)行兩次的問題了----因為同一個中斷嵌套時,GIE在自動清零被軟件置一永遠都發(fā)生在清除IF之前,那么IF一直得不到清除,而GIE又幾乎一直都是1。
作者所說的情況似乎是這樣的:讀改寫INTCON指令按如下過程分解:讀INTCON的時候,GIE先是為1的,此時發(fā)生了中斷,GIE被硬件清零,開始執(zhí)行中斷服務程序,然后再IF標志沒有清除之前,執(zhí)行INTCON的其他位的修改和寫回操作,也將中斷發(fā)生前的GIE讀為1的信息寫回GIE,這樣,CPU被迫發(fā)生了第二次中斷。顯然,這樣是將BSF INTCON, XX指令分解得支離破碎---本來一個指令周期可以完成的指令被跨了多個指令周期;而且一個指令周期的指令被CPU在不同地址處分解執(zhí)行讀改寫過程。
如果不是這樣的話,那么作者的解釋就自相矛盾:“當CPU正在執(zhí)行一條對INTCON寄存器的‘讀-改-寫’操作的指令時,如果恰好發(fā)生了中斷請求 ”與“當GIE被清零后,這是如果CPU正在執(zhí)行一條對INTCON‘讀-改-寫’的指令時”相互矛盾。
總之,我對這里的理解存在一些疑惑,請斑竹及各位前輩指點。