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  • 单片机中断嵌套实验 汇编语言设计 姓名:陈志强 班级通信1401 学校安徽工程大学机电学院 时间2016.4.6 实验内容 使用一个外部中断和定时器中断通过P1口连接的8个发光二极管来显示中断的作用 外部中断未发生时即引脚的...
  • 描述什么是单片机嵌套中断所谓“中断”是处理事件的一个“过程”,这一过程一般是由计算机内部或外部某件紧急事件引起并向主机发出请求处理的信号,主机在允许的情况下响应请求,暂停正在执行的程序,保存好“断点”...

    描述

    什么是单片机嵌套中断

    所谓“中断”是处理事件的一个“过程”,这一过程一般是由计算机内部或外部某件紧急事件引起并向主机发出请求处理的信号,主机在允许的情况下响应请求,暂停正在执行的程序,保存好“断点”处的现场,转去执行中断处理程序,处理完中断服务程序后自动返回原断点处,继续执行原程序,这一处理过程称为“中断”。以AT89S52为例,中断系统含有8个中断源,共有6个中断矢量:定时/计数器0、1、2,INT0、INT1和UART。两级中断优先级,可实现两级中断嵌套。用户可以很方便的通过软件实现对中断的控制。既然系统含有8个中断源,就有可能出现数个中断源同时提出中断请求的情况,这样,设计人员必须事先根据它们的轻重缓急来为每个中断源确定CPU对其的响应顺序。然而,对于中断优先级寄存器IP来说,只可能设定两级优先,即控制位为1时对应的中断源为高级中断,反之,控制位为0时对应的为低级中断。

    LinkedIn下图为一声光报警电路,当按下S1时,蜂鸣器发音;当按下S2时,停止发音,但LED发光。

    1、利用中断工作方式编写完整的单片机汇编语言程序。

    2、 按键S1和S2触发的先后顺序对此声光报警电路有什么影响?为什么?

    34b23e8eee5c96d2ca9ace69f535afa2.png

    1、完整程序:

    ORG 0000H

    AJMP MAIN

    ORG 0003H

    AJMP EXINT0

    ORG 0013H

    AJMP EXINT1

    ORG 0030H;不能用0000H

    MAIN: SETB EA

    SETB EX0

    SETB EX1

    SETB IT0

    SETB IT1

    AJMP $

    EXINT0: CLR P1.2

    RETI

    EXINT1: SETB P1.2

    CLR P2.0

    RETI

    END

    2、若先按下S1则蜂鸣器发音;再按S2蜂鸣器停止发音,LED发光。

    若先按下S2LED发光,再按S1蜂鸣器发音的同时LED发光。

    能实现中断嵌套因为外部中断0、1在执行完后都会返回主程序。

    关于51系列单片机中断嵌套

    说最基本的,老的51单片机(80C51系列)有5个中断源,2个优先级,可以实现二级中断服务嵌套。现在很多扩展的51单片机已经有4个优先级(或更多)和更多的中断源了。

    在说到中断之前,我先来定义一下优先级,明白了什么是优先级,后面的阐述就容易明白了。实际上很多人都是混淆了优先级的含义,所以才觉得糊里糊涂。

    中断的优先级有两个:查询优先级和执行优先级。

    什么是查询优级呢?我们从datasheet或书上看到的默认(IP寄存器不做设置,上电复位后为00H)的优先级:

    外部中断0 》 定时/计数器0 》 外部中断1 》 定时/计数器1 》 串行中断

    或int0,timer0,int1,timer1,serial port

    或INT0、T0、INT1、T1、UART

    或PX0》PT0》PX1》PT1》PS》

    其实都是查询优级。首先查询优先级是不可以更改和设置的。这是一个中断优先权排队的问题。是指多个中断源同时产生中断信号时,中断仲裁器选择对哪个中断源优先处理的顺序。而这与是否发生中断服务程序的嵌套毫不相干。当CPU查询各个中断标志位的时候,会依照上述5个查询优先级顺序依次查询,当数个中断同时请求的时候,会优先查询到高优查询先级的中断标志位,但并不代表高查询优先级的中断可以打断已经并且正在执行的低查询优先级的中断服务。

    例如:当计数器0中断和外部中断1(按查询优先级,计数器0中断》外部中断1)同时到达时,会进入计时器0的中断服务函数;但是在外部中断1的中断服务函数正在服务的情况下,这时候任何中断都是打断不了它的,包括逻辑优先级比它高的外部中断0计数器0中断。

    而中断的执行优先级就是你对IP寄存器的设置了。在2个优先级的情况下,某位为1,则相应的中断源为高优先级;为0,则为低优先级。

    关于中断的优先级有三条原则:

    1、CPU同时接收到几个中断时,首先响应优先级最高的中断请求;

    2、正在进行的中断过程不能被新的同级或低行优优先级的中断请求所中断;

    3、正在进行的低行优优先级中断服务,能被高行优优先级中断请求中断;

    若:同一执行优先级中的中断申请不止一个时,则有一个中断优先权排队问题。同一执行优先级的中断优先权排队,由中断系统硬件确定的自然优先级形成,优先权自高到低的顺序即:外部中断0》定时/计数0》外部中断1》定时/计数1》串行接口。

    例如:设置IP = 0x10,即设置串口中断为最高优先级,则串口中断可以打断任何其他的中断服务函数实现嵌套,且只有串口中断能打断其他中断的服务函数。若串口中断没有触发,则其他几个中断之间还是保持逻辑优先级,相互之间无法嵌套。

    关于中断嵌套。可以这样说,当一个中断正在执行的时候,如果事先设置了中断优先级寄存器IP,那么当一个更高优先级的中断到来的时候会发生中断嵌套,如果没有设置则不会发生任何嵌套;如果有同一个优先级的中断触发,它并不是在“不断的申请”,而是将它相应的中断标志位置即IE寄存器的某位置位,当CPU执行完当前中断之后,按照查询优先级重新去查询各个中断标志位,进入相应中断。

    要记住,没有设置IP时,单片机会按照查询优先级(或都说逻辑优先级)来排队进入服务。如果要想让某个中断优先响应,则要设置IP,更改执行优先级(或者说物理优先级)。要注意的是,当设置了IP后,当低执行优先级中断在运行时,如果有高执行优先级的中断产生,则会嵌套调用进入高执行优先级的中断。如果你是用C语言写的程序,并在中断服务时using 了寄存组,要注意,两个不同执行优先级的中断服务程序不要using 同一组寄存器。

    看两个问题,如下:

    1 在各个中断都是低优先级的时候,如果定时器0的溢出进入中断。在这个中断处理的过程中,外部中断0也被触发了,那么是不是要发生中断嵌套?

    2 如果定时器0发生中断的时候,进入中断处理程序,这个时候外部中断1条件触发条件满足了。因为定时器0自然优先级比外部中断1高,那么定时器0的中断处理程序继续执行。假设定时器中断处理程序执行的过程中,外部中断1的触发。条件消失了,那么等定时器0的中断处理完后,程序还是会进入外部中断1处理程序吗?

    答案1:在IP事先设置了外部中断0的优先级的情况下,CUP会中止定时器0的中断服务,进入外部中断0服务程序,执行完以后再回到定时器0中断服务程序。否则不会。

    答案2:肯定会进入中断的;外部中断1的触发条件满足后会置位外部1的中断标志,即使后来外部中断1的触发条件消失了,也不会清除已置位的中断标志,所以等定时器0的中断处理完后,程序判断外部中断的中断标志为1后依然会进入外部中断1处理程序的,只有在外部中断1处理程序中执行reti指令才会硬件清除外部中断1的中断标志(这也正是为什么中断返回使用reti指令而不可以用ret替换的原因)

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  • 要求K1和K2都未按下时,P1口8只LED呈流水灯显示,当按一下K1时,产生一个低优先级外中断0请求( 跳沿触发),进入外中断0中断服务程序,上下4只LED交替闪烁(此处我...请画出设计原理图并设计中断嵌套程序。 中断嵌套

    要求K1和K2都未按下时,P1口8只LED呈流水灯显示,当按一下K1时,产生一个低优先级外中断0请求( 跳沿触发),进入外中断0中断服务程序,上下4只LED交替闪烁(此处我修改成了只交替闪烁十次)。此时按一下K2时, 产生一个高优先级的外中断1请求(跳沿触发),进入外中断1中断服务程序,使8只LED全部闪烁。当显示5次后,再从外中断1返回继续执行外中断0中断服务程序,即P1口控制8只LED,上、下4只LED交替闪烁。设置外中断0为低优先级,外中断1为高优先级。请画出设计原理图并设计中断嵌套程序。中断系统
    原理图

    中断嵌套程序代码:

    #include<reg52.h>
    #define uchar unsigned char
    #define uint unsigned int
    uchar seg[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80} ;
    
    sbit L0=P1^0; sbit L1=P1^1; sbit L2=P1^2; sbit L3=P1^3;//定义LED
    sbit L4=P1^4; sbit L5=P1^5; sbit L6=P1^6; sbit L7=P1^7;
    sbit K1=P3^2;//定义按键
    sbit K2=P3^3; 
    
    void delay(){//延时函数
    	uint j;
    	for(j=0;j<20000;j++);
    }
    void int0() interrupt 0 using 1 {//低级中断函数
    	uchar i;
    	for(i=0;i<10;i++){
    	P1=0x0F;
    	delay();
    	P1=0xF0;	
    	delay();
    	}
    } 
    
    void int1() interrupt 2 using 2{//高级中断函数
    	uchar i;
    	for(i=0;i<10;i++){
    		P1=0xFF;
    		delay();
    		P1=0x00;
    		delay();
    	}
    }
    void main(){ 
    	uchar i;
    	IE=0x85;TCON=0x05;PX1=1;//开中断
       	while(1){
       		for(i=0;i<8;i++){
       			P1=seg[i];
       			delay();
    		   }
    	   }		
    }
    
    
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  • 单片机外部中断—中断嵌套

    千次阅读 多人点赞 2020-03-26 16:33:46
    51单片机的默认(此时的IP寄存器不做设置)中断优先级为: 外部中断0 > 定时/...这种优先级实际上是中断同时到达的情况下,谁先得到服务的优先级,而不是可提供中断嵌套能力的优先级。这种优先级被称为逻辑优先级。

    1.相关的寄存器

    • 中断允许寄存器IE在这里插入图片描述

    1.EA:cpu总中断允许控制位。EA=1,cpu开放中断。
    2.ET0/ET1:定时器T0和定时器T1溢出中断允许位。ET0/ET1=1;允许中断。
    3.EX0/EX1:外部中断0和外部中断1中断允许位。EX0/ET1=1;允许中断。

    • 定时器/计数器控制寄存器TCON
      在这里插入图片描述

    与外部有关的仅仅是后四位,前四位与定时器有关,在这不做描述。
    IE0:外部中断0请求标志,IE0=1外部中断0向cpu请求中断,响应中断后硬件自动清0;
    IE1:外部中断1请求标志,IE0=1外部中断1向cpu请求中断,响应中断后硬件自动清0;
    IT0:外部中断0中断源类型选择位,IT0=0;低电平触发方式。IT0=1;下降沿触发方式。
    IT1:外部中断0中断源类型选择位,IT1=0;低电平触发方式。IT1=1;下降沿触发方式。

    • 中断优先级寄存器IP
      在这里插入图片描述

    PS:串口中断优先级控制位。
    PT1:定时器1中断优先级控制位。
    PX1:外部中断1中断优先级控制位。
    PT0:定时器0中断优先级控制位。
    PX0:外部中断0中断优先级控制位。

    2.外部中断0的使用

    1.简单的通过外部中断控制P0^0口LED灯的亮灭

    sbit led=P0^0;
    void Init0();
    void delayms(unsigned int ms);
    int main()
    {
    	Init0();
    	while(1);
    }
    void delayms(unsigned int ms)//延迟函数
    {
    	int i,j;
    	for(i=0;i<ms;i++)
    	 for(j=100;j>0;j--);
    }
    void Init0()//外部中断0的初始化
    {
    	IT0=1;//选择跳沿触发方式
    	EX0=1;
    	EA=1;
    }
    void Int0() interrupt 0
    {
    	delayms(5);//按键的消抖
    	if(P3^2==0)//外部中断0的管脚在P3^2
    	{
    		led=~led;
    	}
    
    }
    
    

    3.中断优先级的配置

    51单片机的默认(此时的IP寄存器不做设置)中断优先级为:
    外部中断0 > 定时/计数器0 > 外部中断1 > 定时/计数器1 > 串行中断;
    但这种优先级只是逻辑上的优先级,当同时有几种中断到达时,高优先级中断会先得到服务。这种优先级实际上是中断同时到达的情况下,谁先得到服务的优先级,而不是可提供中断嵌套能力的优先级。这种优先级被称为逻辑优先级。[^1]

    要实现真正的嵌套形式的优先级,也即高优先级中断服务可以打断低优先级中断服务的情况,必须通过设置中断优先级寄存器IP来实现;这种优先级被称为物理优先级。


    • 例如:当计数器0中断和外部中断1(优先级 计数器0中断>外部中断1)同时到达时,会进入计时器0的中断服务函数;但是在外部中断1的中断服务函数正在服务的情况下,这时候任何中断都是打断不了它的,包括逻辑优先级比它高的外部中断0计数器0中断。
      要实现真正的嵌套形式的优先级,也即高优先级中断服务可以打断低优先级中断服务的情况,必须通过设置中断优先级寄存器IP来实现;这种优先级被称为物理优先级。

    - 设置外部中断1优先级大于外部中断0优先级。实现二级中断嵌套,当执行外部中断0的时候外部中断1能打断外部中断0程序的运行。

    void Init();
    void delayms(unsigned int ms);
    int main()
    {
    	Init();
    	while(1);
    }
    void delayms(unsigned int ms)//延迟函数
    {
    	int i,j;
    	for(i=ms;i>0;i--)
    	 for(j=100;j>0;j--);
    }
    void Init()//外部中断初始化
    {
    	IT0=1;//选择跳沿触发方式
    	EX0=1;//打开外部中断0允许位
    	IT1=1;//选择跳沿触发方式
    	EX1=1;//打开外部中断1允许位
    	EA=1;//打开总中断
        IP=0X01;//设置外部中断0的优先级大于外部中断1
    }
    
    void Int0() interrupt 0 using 0//外部中断0的执行程序。
    { 
    	unsigned char i;
    	delayms(5);
    	if(P3^2==0)
    	{
    		for(i=0;i<8;i++)
    		{
    			P0=~(0x01<<i);
    			delayms(1000);
    		}
    			
    	}
    
    }
    void Int1() interrupt 2 using 1//外部中断1的执行程序。using x代表用那个工作区。
    {
    	unsigned char i;
    	delayms(5);
    	if(P3^3==0)
    	{
    			for(i=8;i>0;i--)
    		{
    			P0=~(0x01<<i);
    			delayms(500);
    		}
    	}
    }
    

    - 外部中断的主要内容

    在这里插入图片描述
    接下来让我们做一个中断嵌套的小练习吧。链接: link.
    如果这篇文章对你有帮助,就点个小♥吧!

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  • 理解ARM中断原理以及中断嵌套

    千次阅读 2017-10-14 11:50:16
    usr(用户模式)、fiq(快速中断模式)、irq(中断模式)、svc(管理模式)、abt(数据访问终止模式)、sys(系统模式)、und(未定义指令中止模式) ① 我们假设ARM核心有两根中断引脚(实际上是看不见的),一根叫irq pin,一根叫...

    学习于韦东山

    ARM有七种模式,我们这里值讨论SVC、IRQ和FIQ模式

    usr(用户模式)、fiq(快速中断模式)、irq(中断模式)、svc(管理模式)、abt(数据访问终止模式)、sys(系统模式)、und(未定义指令中止模式)

    ① 我们假设ARM核心有两根中断引脚(实际上是看不见的),一根叫irq pin,一根叫fiq pin。在ARM的cpsr中,有一个I位和一个F位,分别用来禁止IRQ和FIQ

    这里写图片描述

    ② 先不说中断控制器,只说ARM核心。正常情况下,ARM核都只是机械地随着pc的指示去做事情,当CPSR中的I和F位为1时,IRQ和FIQ全部处于禁止状态。无论你在irq pin和fiq pin上面发什么样的中断信号,ARM不会理你,你根本不能打断它,因为它“耳聋”,”眼瞎”了。

    ③ 当I位和F位为0时,irq pin上有中断信号过来时,就会打断arm的当前工作,并且切换到IRQ模式下,跳到相应的异常向量表(vector)位置去执行代码。这个过程是自动的,但是返回到被中断打断的地方就得您亲自动手。

    ④ 当你跳到异常向量表,处于IRQ的模式的时候,此时如果irq pin上面又来中断信号,此时ARM是不会理你的,irq pin就像秘书,ARM核心就像老板,老板本来在做事,然后来了一个客户,秘书打断它,让客户进去。而此时再来一个客户,要么秘书不断去敲门问,要么客户走人。老板第一个客户没有会见完,是不会理你的。

    ⑤ 但是有一种情况例外,当ARM处在IRQ模式,这个时候fiq pin来了一个中断信号,fiq pin是什么? 快速中断,好比公安局的来查刑事案件,才不管老板是不是在会见客户,直接打断,进入到fiq模式,跳到相应的fiq的异常向量表处去执行代码。那如果当ARM处理FIQ模式,fiq pin又来中断信号,也就是又一批公安来了,那没戏,都是执法人员,你打不断我。如果此时irq pin来了呢?来了也不理,正在办案,还敢来妨碍公务。

    结论: IRQ模式只能被FIQ模式打断,FIQ模式下谁也打不断。

    在打不断的情况下,irq pin 或fiq pin随便你怎么发中断信号,都是白发。
    除了fiq能打断irq以外,根本没有所谓中断嵌套的情况。


    • 但是再怎么说irq pin 和fiq pin加起来也就2根引脚,这么多中断源,怎么办呢?不可能谁来了都直接敲门吧。
    • 接下来该说谁来给irq pin或者 fiq pin发信号。从上文可以看到,可能是老板客户,也可能是公安。在ARM中,这个事情由中断控制器管理

    Ⅰ、拿最简单的2410/2440的中断控制器举例,中断控制器加一个子中断控制器,还有一个外部中断控制器管理了50多个中断资源,说穿了有50多个脚。这些脚除了外部中断都是规定了功能的,比如WDT、LCD、DMA等,这个功能不能改,因为2410/2440内部硬件连线已经决定了。

    Ⅱ、当WDT和DMA中断都到来时,会被送到SRCPND寄存器中,两个中断都在里面,到底把哪一个送给ARM呢?这个时候先看INTMOD,也就是中断模式寄存器:哪个中断被设置成快速中断,哪个就被送上去;如果两个都被设置为快速中断呢?这不可能,因为同一时间只能有一个中断可以被设成快速中断。所以,如果有快速中断,这个时候直接给fiq pin发中断信号,打断ARM。

    Ⅲ、要是没有快速中断呢,这个时候就看INTMSK,看WDT和DMA有没有被屏蔽,如果DMA在INTMSK被屏蔽,只有WDT继续向上送,如果都没有屏蔽,那么他们两个同时进入优先级寄存器PRIORITY,在这里根据优先级设置,一定会分出一个高一个低的优先级出来,优先级高的那个被送到INTPND寄存器,所以INTPND随时随地有且只有一个中断在里面。只要INTPND里面有中断,irq pin就不会一直不断给ARM发中断信号,当第一次发的时候,中断了ARM,这个时候ARM进入相应的异常向量并处于IRQ模式。

    Ⅳ、此时,INTPND仍然不断的通过irq pin向ARM发中断信号,但是此时ARM已经处于IRQ模式,不会理睬你。当你中断处理完,要退出IRQ模式,这个时候要小心,如果退出IRQ模式之前不清除INTPND里面的中断位,刚退出IRQ模式,又会被中断,因为INTPND一直在发中断信号。所以在退出IRQ模式前一定要清除INTPND里面的中断位。

    Ⅴ、光清除INTPND里面的位还不行,因为SRCPND里面WDT和DMA的中断在,当你刚清除完INTPND,结果SRCPND里面又选了一个中断出来送到INTPND里面。所以正确的处理方法是退出IRQ模式之前,先清除SRCPND里相应的中断位,再清除INTPND里相应的位。请注意,SRCPND里面可能有多个位,所以清除你已处理过的中断就行,而INTPND里面只可能有一位,直接清掉即可。


    再说说Linux的情况。

    一、Linux不用FIQ,只用到了IRQ。但是我们有时候一个中断需要处理很长时间,我们需要占用IRQ模式那么长的时间吗?不需要,linux在IRQ模式下只是简单的记录是什么中断,马上切换回SVC模式,换句话说,linux的中断处理都是在SVC模式下处理的。

    二、那么中断号是怎么来的呢?它在ARM上固定死了,相应的中断号只有一个办法得到:查询irqs.h 。先用一个中断号注册一个中断处理程序,当中断发生的时候,Linux怎么知道是我这个中断号发生的中断呢?在处理中断的时候,先读取INTPND根据需要再读取EINTPEND或SUBSRCPND计算出一个中断号,相应的处理算法在get_irq_nr_base这个宏中。irqs.h中的中断号就是根据这个算法把每个中断号算出来的。

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空空如也

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中断嵌套程序设计