多中斷處理技術的應用與研究

　引言

　　PIC系列單片機中斷源已經(jīng)達到14個．可謂相當豐富；但同時也帶來了一些難題：在處理多中斷時不具備處理“高級優(yōu)先處理”能力的問題，如此多的中斷源在處理時很容易產(chǎn)生中斷沖突，如何有效的處理中斷到達時的時序，其算法應該如何實現(xiàn)成了首先需要解決的問題。

　　1 中斷處理技術

　　對于PIC系列單片機，其設計上雖然有很多中斷，但是并沒有規(guī)定中斷的優(yōu)先級。當遇到中斷的時候，不做任何判斷，而是先把指針指向0004H(中斷起始地址)，至于接下來如何操作則完全交給用戶“軟處理”完成。其中斷時序圖如下：

圖1 INT引腳中斷時序圖

　　中斷現(xiàn)場的保護是中斷技術中一個很重要的環(huán)節(jié)。對于PICl6F87X單片機，在進人中斷服務程序期間，只有返回地址，即程序計數(shù)器Pc的值被自動壓入硬件堆棧；而在中斷處理程序中，一般必須像使用WReg、STATUS等寄存器一樣，在中斷處理程序開始處，就備份這些寄存器的內容，即進行所謂的現(xiàn)場保護。

　　PICl6F87X子系列單片機具備的中斷源多達14種，中斷矢量只有1個，并且各個中斷源之間也沒有優(yōu)先級別之分，不具備非屏蔽中斷。PIC單片機中采用的是硬件堆棧結構，不占用程序存儲器空間，也不占用數(shù)據(jù)存儲器空間，同時也無需用戶去操作堆棧指針；但同時也就決定了它不具備其他單片機指令系統(tǒng)中的壓棧(PUSH)和出棧(POP)指令。實現(xiàn)中斷現(xiàn)場保護時，不能用堆棧來實現(xiàn)，而是通過變量的復制備份來實現(xiàn)。一般的實現(xiàn)辦法是：先確定要保護的現(xiàn)場，一般包括WReg、STATUS等寄存器的內容，然后在各個頁都定義與這些寄存器對應的變量。以備份現(xiàn)場。發(fā)生中斷時，在中斷處理代碼開始處先將這些現(xiàn)場寄存器內容復制到備份變量，退出中斷處理時再復制回去恢復現(xiàn)場：

　　2 基于PICl6F87X單片機的頻率計設計

　　隨著電子技術的迅速發(fā)展，以單片機為控制核心的控制器件，已經(jīng)全面滲透到測試儀器和計量檢定的各個方面。同時，頻率計作為一種常用工具，在工程技術和無線電測量、計量等領域的應用十分廣泛。設計的頻率計主要用來測量脈沖頻率。

　　2．1設計原理

　　PICl6F87X單片機內部集成有捕捉，比較，脈寬調制PWM(CCP)模塊。當CCP工作在捕捉(capture)方式時，可捕捉外部輸人脈沖的上升沿或下降沿，并產(chǎn)生相應的中斷。

　　PICl6F87X單片機內部還集成了定時器肘數(shù)器模塊，采用其中的TMRI作為定時器，該定時器的工作原理是通過TMR1“寄存器對”TMRlH：TMR1L從0000H遞增到FFFFH。之后再返回0000H時，會產(chǎn)生高位溢出，并且將會設置溢出中斷標志位TMR1IF為1，同時引起CPU中斷響應。

　　在均勻的脈沖序列中，脈沖頻率值等于單位時間內發(fā)生的脈沖次數(shù)。根據(jù)這個原理，可以采用PICl6F87X系列單片機內置定時器模塊TMRl計時j同時使用CCP模塊的捕捉功能，每間隔n(n=1，4，16)個脈沖捕捉一次并產(chǎn)生中斷，記錄第1個和第(m-1)*n+1個脈沖到來時的定時器計時tl和tm。

　　用被捕捉的脈沖次數(shù)除以第1次和第(m-1)*n+1次脈沖之間間隔的時間即可得到脈沖頻率值。因此，脈沖頻率值計算公式為：

f=n*(m-1)/(tm-t1)

　　若需測量更大頻率，可以根據(jù)需要在待測頻率和CPU的CCP口之間接入相應倍數(shù)的分頻器，每接入一個1／n倍分頻器，可測頻率范圍可擴大n倍(如圖2所示)。

圖2 CPU外接示意圖