C51中斷應(yīng)用interrupt 和 using
8051系列MCU的基本結(jié)構(gòu)包括:32個I/O口(4組8bit端口);兩個16位定時計數(shù)器;全雙工串行通信;5個中斷源(2個外部中斷、2個定時/計數(shù)器中斷、1個串口輸入/輸出中斷),兩級中斷優(yōu)先級;128字節(jié)內(nèi)置RAM;獨立的64K字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū)。中斷發(fā)生后,MCU轉(zhuǎn)到5個中斷入口處之一,然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)
處理程序。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中,中斷向量位于程序代碼段的最低地址處,注意這里的串口輸入/輸出中斷共用一個中斷向量。8051的中斷向量表如下:
中斷源中斷向量
---------------------------
上電復(fù)位0000H
外部中斷00003H
定時器0溢出000BH
外部中斷10013H
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(guān)鍵字。C51中斷過程通過使用interrupt關(guān)鍵字和中斷號(0到31)來實現(xiàn)。中斷號指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號對應(yīng)著8051中斷使能寄存器IE中的使能位,對應(yīng)關(guān)系如下:
IE寄存器C51中的8051的
的使能位中斷號中斷源
--------------------------------
IE.00外部中斷0
IE.11定時器0溢出
IE.22外部中斷1
IE.33定時器1溢出
IE.44串口中斷
IE.55定時器2溢出
有了這一聲明,編譯器不需理會寄存器組參數(shù)的使用和對累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數(shù)據(jù)指針和默認(rèn)的寄存器的保護。只要在中斷程序中用到,編譯器會把它們壓棧,在中斷程序結(jié)束時將他們出棧。C51支持所有5個8051標(biāo)準(zhǔn)中斷從0到4和在8051系列(增強型)中多達(dá)27個中斷源。
using關(guān)鍵字用來指定中斷服務(wù)程序使用的寄存器組。用法是:using后跟一個0到3的數(shù),對應(yīng)著4組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組,默認(rèn)的工作寄存器組就不會被壓棧,這將節(jié)省32個處理周期,因為入棧和出棧都需要2個處理周期。這一做法的缺點是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個寄存器組,否則參數(shù)傳遞會發(fā)生錯誤。因此對于using,在使用中需靈活取舍。
關(guān)于using:
您在文中說明“這一做法的缺點是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個寄存器組”是不是這個意思?
舉個例子來說:
定義一個函數(shù)
voidfunc(unsignedchari){
...
if(++i==0x12){
...
}
...
}
有如下一個中斷函數(shù)
voidint_0(void)interrupt0using1{
....
}
在默認(rèn)狀態(tài)下,func使用寄存器組0(BANK0),那么當(dāng)int_0調(diào)用func時是否存在當(dāng)傳遞參數(shù)時會造成參數(shù)傳遞錯誤?
謝謝!
如果在中斷服務(wù)函數(shù)ISR中使用寄存器,那么必須處理好using的使用問題:
1、中斷服務(wù)函數(shù)使用using指定與主函數(shù)不同的寄存器組(主函數(shù)一般使用Registerbank0)。
2、中斷優(yōu)先級相同的ISR可用using指定相同的寄存器組,但優(yōu)先級不同的ISR必須使用不同的寄存器組,在ISR中被調(diào)用的函數(shù)也要使用using指定與中斷函數(shù)相同的寄存器組。
3、如果不用using指定,在ISR的入口,C51默認(rèn)選擇寄存器組0,這相當(dāng)于中斷服務(wù)程序的入口首先執(zhí)行指令:
MOVPSW#0
這點保證了,沒使用using指定的高優(yōu)先級中斷??梢灾袛嗍褂貌煌募拇嫫鹘M的低優(yōu)先級中斷。
4、使用using關(guān)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(jié)省RAM空間,加速MCU執(zhí)行時間。寄存器組的切換,總的來說比較容易出錯,要對內(nèi)存的使用情況有比較清晰的認(rèn)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(jǐn)慎!至于“什么時候要用到寄存器組切換”,一種情況是:當(dāng)你試圖讓兩個(或以上)作業(yè)同時運行,而且它們的現(xiàn)場需要一些隔離的時候,就會用上了。在ISR或使用實時操作系統(tǒng)RTOS中,寄存器非常有用。
寄存器組使用的原則:
1、8051的最低32個字節(jié)分成4組8寄存器。分別為寄存器R0到R7。寄存器組由PSW的低兩位選擇。在ISR中,MCU可以切換到一個不同的寄存器組。對寄存器組的訪問不可位尋址,C51編譯器規(guī)定使用using或禁止中斷的函數(shù)(#pragmadISAble)均不能返回bit類型的值。
2、主程序(main函數(shù))使用一組,如bank0;低中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用第二組,如bank1;高中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用再另外一組,如bank2。顯然,同級別的中斷使用同一組寄存器不會有問題,因為不會發(fā)生中斷嵌套;而高優(yōu)先級的中斷則要使用與低優(yōu)先級中斷不同的一組,因為有可能出現(xiàn)在低優(yōu)先級中斷中發(fā)生高優(yōu)先級中斷的情況。編譯器會自動判斷何時可使用絕對寄存器存取。
3、在ISR中調(diào)用其它函數(shù),必須和中斷使用相同的寄存器組。當(dāng)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(shù)選定(即用using或REGISTERBANK指定)的寄存器組,當(dāng)函數(shù)假定的和實際所選的寄存器組不同時,將產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果,從而可能出現(xiàn)參數(shù)傳遞錯誤,返回值可能會在錯誤的寄存器組中。
舉一例子:當(dāng)需要在中斷內(nèi)和中斷外調(diào)用同一個函數(shù),假定按照程序的流程控制,不會出現(xiàn)函數(shù)的遞歸調(diào)用現(xiàn)象,這樣的調(diào)用會不會出現(xiàn)問題?若確定不會發(fā)生重入情況,則有以下兩種情況:
1、如果ISR和主程序使用同一寄存器組(主程序缺省使用BANK0,若ISR沒有使用using為其指定寄存器區(qū),則缺省也使用BANK0),則不需其他設(shè)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BANK0,ISR使用using指定了其他BANK),則被調(diào)用函數(shù)必須放在:
#pragmaNOAREGS
#pragmaAREGS
控制參數(shù)對中,指定編譯器不要對該函數(shù)使用絕對寄存器尋址方式;或者也可在Options->C51,選中“Don'tuseabsoluteregisteraCCesses”,使所有代碼均不使用絕對寄存器尋址方式(這樣,執(zhí)行效率將稍有降低)。不論以上的哪一種情況,編譯器均會給出重入警告,需手工更改OVERLAY參數(shù),做重入說明。
3、還有一種辦法:如果被調(diào)用函數(shù)的代碼不是很長,還是將該函數(shù)復(fù)制一份,用不同的函數(shù)名代替,這種情況適合ROM有足夠多余的空間。
因此,對using關(guān)鍵字的使用,如果沒把握,寧可不用,交給編譯系統(tǒng)自己去處理好了。





