C51中斷應用interrupt 和 using
8051系列MCU的基本結構包括:32個I/O口(4組8bit端口);兩個16位定時計數器;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)內置RAM;獨立的64K字節(jié)可尋址數據和代碼區(qū)。中斷發(fā)生后,MCU轉到5個中斷入口處之一,然后執(zhí)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的關鍵字。C51中斷過程通過使用interrupt關鍵字和中斷號(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的使用和對累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數據指針和默認的寄存器的保護。只要在中斷程序中用到,編譯器會把它們壓棧,在中斷程序結束時將他們出棧。C51支持所有5個8051標準中斷從0到4和在8051系列(增強型)中多達27個中斷源。
using關鍵字用來指定中斷服務程序使用的寄存器組。用法是:using后跟一個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,否則參數傳遞會發(fā)生錯誤。因此對于using,在使用中需靈活取舍。
關于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寄存器組”是不是這個意思?
舉個例子來說:
定義一個函數
voidfunc(unsignedchari){
...
if(++i==0x12){
...
}
...
}
有如下一個中斷函數
voidint_0(void)interrupt0using1{
....
}
在默認狀態(tài)下,func使用寄存器組0(BANK0),那么當int_0調用func時是否存在當傳遞參數時會造成參數傳遞錯誤?
謝謝!
如果在中斷服務函數ISR中使用寄存器,那么必須處理好using的使用問題:
1、中斷服務函數使用using指定與主函數不同的寄存器組(主函數一般使用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中被調用的函數也要使用using指定與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,這相當于中斷服務程序的入口首先執(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!至于“什么時候要用到寄存器組切換”,一種情況是:當你試圖讓兩個(或以上)作業(yè)同時運行,而且它們的現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(#pragmadISAble)均不能返回bit類型的值。
2、主程序(main函數)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,將產生不可預知的結果,從而可能出現參數傳遞錯誤,返回值可能會在錯誤的寄存器組中。
舉一例子:當需要在中斷內和中斷外調用同一個函數,假定按照程序的流程控制,不會出現函數的遞歸調用現象,這樣的調用會不會出現問題?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),則被調用函數必須放在:
#pragmaNOAREGS
#pragmaAREGS
控制參數對中,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'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,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,還是將該函數復制一份,用不同的函數名代替,這種情況適合ROM有足夠多余的空間。
因此,對using關鍵字的使用,如果沒把握,寧可不用,交給編譯系統(tǒng)自己去處理好了。





