什么是單片機(jī)嵌套中斷

　　所謂“中斷”是處理事件的一個(gè)“過(guò)程”，這一過(guò)程一般是由計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部某件緊急事件引起并向主機(jī)發(fā)出請(qǐng)求處理的信號(hào)，主機(jī)在允許的情況下響應(yīng)請(qǐng)求，暫停正在執(zhí)行的程序，保存好“斷點(diǎn)”處的現(xiàn)場(chǎng)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序，處理完中斷服務(wù)程序后自動(dòng)返回原斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行原程序，這一處理過(guò)程稱為“中斷”。以AT89S52為例，中斷系統(tǒng)含有8個(gè)中斷源，共有6個(gè)中斷矢量：定時(shí)/計(jì)數(shù)器0、1、2，INT0、INT1和UART。兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。用戶可以很方便的通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)中斷的控制。既然系統(tǒng)含有8個(gè)中斷源，就有可能出現(xiàn)數(shù)個(gè)中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求的情況，這樣，設(shè)計(jì)人員必須事先根據(jù)它們的輕重緩急來(lái)為每個(gè)中斷源確定CPU對(duì)其的響應(yīng)順序。然而，對(duì)于中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來(lái)說(shuō)，只可能設(shè)定兩級(jí)優(yōu)先，即控制位為1時(shí)對(duì)應(yīng)的中斷源為高級(jí)中斷，反之，控制位為0時(shí)對(duì)應(yīng)的為低級(jí)中斷。

　　LinkedIn下圖為一聲光報(bào)警電路，當(dāng)按下S1時(shí)，蜂鳴器發(fā)音；當(dāng)按下S2時(shí)，停止發(fā)音，但LED發(fā)光。

　　1、利用中斷工作方式編寫完整的單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序。

　　2、 按鍵S1和S2觸發(fā)的先后順序?qū)Υ寺暪鈭?bào)警電路有什么影響？為什么？

　　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則蜂鳴器發(fā)音；再按S2蜂鳴器停止發(fā)音，LED發(fā)光。

　　若先按下S2LED發(fā)光，再按S1蜂鳴器發(fā)音的同時(shí)LED發(fā)光。

　　能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套因?yàn)橥獠恐袛?、1在執(zhí)行完后都會(huì)返回主程序。

　　關(guān)于51系列單片機(jī)中斷嵌套

　　說(shuō)最基本的，老的51單片機(jī)（80C51系列）有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)嵌套?，F(xiàn)在很多擴(kuò)展的51單片機(jī)已經(jīng)有4個(gè)優(yōu)先級(jí)（或更多）和更多的中斷源了。

　　在說(shuō)到中斷之前，我先來(lái)定義一下優(yōu)先級(jí)，明白了什么是優(yōu)先級(jí)，后面的闡述就容易明白了。實(shí)際上很多人都是混淆了優(yōu)先級(jí)的含義，所以才覺(jué)得糊里糊涂。

　　中斷的優(yōu)先級(jí)有兩個(gè)：查詢優(yōu)先級(jí)和執(zhí)行優(yōu)先級(jí)。

　　什么是查詢優(yōu)級(jí)呢？我們從datasheet或書上看到的默認(rèn)（IP寄存器不做設(shè)置，上電復(fù)位后為00H）的優(yōu)先級(jí)：

　　外部中斷0 》 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0 》 外部中斷1 》 定時(shí)/計(jì)數(shù)器1 》 串行中斷

　　或int0，timer0，int1，timer1，serial port

　　或INT0、T0、INT1、T1、UART

　　或PX0》PT0》PX1》PT1》PS》

　　其實(shí)都是查詢優(yōu)級(jí)。首先查詢優(yōu)先級(jí)是不可以更改和設(shè)置的。這是一個(gè)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)的問(wèn)題。是指多個(gè)中斷源同時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)時(shí)，中斷仲裁器選擇對(duì)哪個(gè)中斷源優(yōu)先處理的順序。而這與是否發(fā)生中斷服務(wù)程序的嵌套毫不相干。當(dāng)CPU查詢各個(gè)中斷標(biāo)志位的時(shí)候，會(huì)依照上述5個(gè)查詢優(yōu)先級(jí)順序依次查詢，當(dāng)數(shù)個(gè)中斷同時(shí)請(qǐng)求的時(shí)候，會(huì)優(yōu)先查詢到高優(yōu)查詢先級(jí)的中斷標(biāo)志位，但并不代表高查詢優(yōu)先級(jí)的中斷可以打斷已經(jīng)并且正在執(zhí)行的低查詢優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)。

　　例如：當(dāng)計(jì)數(shù)器0中斷和外部中斷1（按查詢優(yōu)先級(jí)，計(jì)數(shù)器0中斷》外部中斷1）同時(shí)到達(dá)時(shí)，會(huì)進(jìn)入計(jì)時(shí)器0的中斷服務(wù)函數(shù)；但是在外部中斷1的中斷服務(wù)函數(shù)正在服務(wù)的情況下，這時(shí)候任何中斷都是打斷不了它的，包括邏輯優(yōu)先級(jí)比它高的外部中斷0計(jì)數(shù)器0中斷。

　　而中斷的執(zhí)行優(yōu)先級(jí)就是你對(duì)IP寄存器的設(shè)置了。在2個(gè)優(yōu)先級(jí)的情況下，某位為1，則相應(yīng)的中斷源為高優(yōu)先級(jí)；為0，則為低優(yōu)先級(jí)。

　　關(guān)于中斷的優(yōu)先級(jí)有三條原則：

　　1、CPU同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求；

　　2、正在進(jìn)行的中斷過(guò)程不能被新的同級(jí)或低行優(yōu)優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷；

　　3、正在進(jìn)行的低行優(yōu)優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，能被高行優(yōu)優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求中斷；

　　若：同一執(zhí)行優(yōu)先級(jí)中的中斷申請(qǐng)不止一個(gè)時(shí)，則有一個(gè)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)問(wèn)題。同一執(zhí)行優(yōu)先級(jí)的中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級(jí)形成，優(yōu)先權(quán)自高到低的順序即：外部中斷0》定時(shí)/計(jì)數(shù)0》外部中斷1》定時(shí)/計(jì)數(shù)1》串行接口。

　　例如：設(shè)置IP = 0x10，即設(shè)置串口中斷為最高優(yōu)先級(jí)，則串口中斷可以打斷任何其他的中斷服務(wù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)嵌套，且只有串口中斷能打斷其他中斷的服務(wù)函數(shù)。若串口中斷沒(méi)有觸發(fā)，則其他幾個(gè)中斷之間還是保持邏輯優(yōu)先級(jí)，相互之間無(wú)法嵌套。

　　關(guān)于中斷嵌套。可以這樣說(shuō)，當(dāng)一個(gè)中斷正在執(zhí)行的時(shí)候，如果事先設(shè)置了中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，那么當(dāng)一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)的中斷到來(lái)的時(shí)候會(huì)發(fā)生中斷嵌套，如果沒(méi)有設(shè)置則不會(huì)發(fā)生任何嵌套；如果有同一個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷觸發(fā)，它并不是在“不斷的申請(qǐng)”，而是將它相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置即IE寄存器的某位置位，當(dāng)CPU執(zhí)行完當(dāng)前中斷之后，按照查詢優(yōu)先級(jí)重新去查詢各個(gè)中斷標(biāo)志位，進(jìn)入相應(yīng)中斷。

　　要記住，沒(méi)有設(shè)置IP時(shí)，單片機(jī)會(huì)按照查詢優(yōu)先級(jí)（或都說(shuō)邏輯優(yōu)先級(jí)）來(lái)排隊(duì)進(jìn)入服務(wù)。如果要想讓某個(gè)中斷優(yōu)先響應(yīng)，則要設(shè)置IP，更改執(zhí)行優(yōu)先級(jí)（或者說(shuō)物理優(yōu)先級(jí)）。要注意的是，當(dāng)設(shè)置了IP后，當(dāng)?shù)蛨?zhí)行優(yōu)先級(jí)中斷在運(yùn)行時(shí)，如果有高執(zhí)行優(yōu)先級(jí)的中斷產(chǎn)生，則會(huì)嵌套調(diào)用進(jìn)入高執(zhí)行優(yōu)先級(jí)的中斷。如果你是用C語(yǔ)言寫的程序，并在中斷服務(wù)時(shí)using 了寄存組，要注意，兩個(gè)不同執(zhí)行優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)程序不要using 同一組寄存器。

　　看兩個(gè)問(wèn)題，如下：

　　1 在各個(gè)中斷都是低優(yōu)先級(jí)的時(shí)候，如果定時(shí)器0的溢出進(jìn)入中斷。在這個(gè)中斷處理的過(guò)程中，外部中斷0也被觸發(fā)了，那么是不是要發(fā)生中斷嵌套？

　　2 如果定時(shí)器0發(fā)生中斷的時(shí)候，進(jìn)入中斷處理程序，這個(gè)時(shí)候外部中斷1條件觸發(fā)條件滿足了。因?yàn)槎〞r(shí)器0自然優(yōu)先級(jí)比外部中斷1高，那么定時(shí)器0的中斷處理程序繼續(xù)執(zhí)行。假設(shè)定時(shí)器中斷處理程序執(zhí)行的過(guò)程中，外部中斷1的觸發(fā)。條件消失了，那么等定時(shí)器0的中斷處理完后，程序還是會(huì)進(jìn)入外部中斷1處理程序嗎？

　　答案1：在IP事先設(shè)置了外部中斷0的優(yōu)先級(jí)的情況下，CUP會(huì)中止定時(shí)器0的中斷服務(wù)，進(jìn)入外部中斷0服務(wù)程序，執(zhí)行完以后再回到定時(shí)器0中斷服務(wù)程序。否則不會(huì)。

　　答案2：肯定會(huì)進(jìn)入中斷的；外部中斷1的觸發(fā)條件滿足后會(huì)置位外部1的中斷標(biāo)志，即使后來(lái)外部中斷1的觸發(fā)條件消失了，也不會(huì)清除已置位的中斷標(biāo)志，所以等定時(shí)器0的中斷處理完后，程序判斷外部中斷的中斷標(biāo)志為1后依然會(huì)進(jìn)入外部中斷1處理程序的，只有在外部中斷1處理程序中執(zhí)行reti指令才會(huì)硬件清除外部中斷1的中斷標(biāo)志（這也正是為什么中斷返回使用reti指令而不可以用ret替換的原因）