單片機(jī)多中斷處理技術(shù)研究

1．引 言：

中斷技術(shù)的應(yīng)用大大提高了CPU的有效使用率，有效提高了資源的利用率。中斷的性能同時(shí)也就成了衡量芯片性能的標(biāo)準(zhǔn)。新開(kāi)發(fā)的芯片增加了很多的中斷源，如 PIC16F877的中斷源已經(jīng)達(dá)到14個(gè)，可謂相當(dāng)豐富；但同時(shí)也帶來(lái)了一些難題：如此多的中斷源在處理時(shí)很容易產(chǎn)生中斷沖突，如何有效的處理中斷到達(dá)時(shí)的時(shí)序，其算法應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)成了首先需要解決的問(wèn)題

2．中斷處理技術(shù)

為了解決多中斷帶來(lái)的問(wèn)題，有必要清楚單個(gè)中斷到達(dá)時(shí)的處理技術(shù)，首先簡(jiǎn)要介紹中斷的基本原理：計(jì)算機(jī)在執(zhí)行某一程序過(guò)程中，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)外原因,而必須中止原程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束后再回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行中止程序。當(dāng)只有一個(gè)事件被響應(yīng)，進(jìn)入中斷執(zhí)行中斷程序，這較易被處理，當(dāng)兩個(gè)，三個(gè)，甚至更多的中斷同時(shí)產(chǎn)生的時(shí)候，處理起來(lái)就復(fù)雜多了，對(duì)于PIC系列單片機(jī)，其設(shè)計(jì)上雖然有很多中斷，但是并沒(méi)有規(guī)定中斷的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)遇到中斷的時(shí)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(lái)如何操作則完全交給用戶軟處理完成。其中斷時(shí)序圖如下：

INT引腳中斷時(shí)序圖

其中時(shí)序圖說(shuō)明如下：

（1）中斷開(kāi)銷時(shí)間＝3～4TCY,取決于是單周期還是雙周期指令，這里的TCY為指令周期

（2）CLKOUT信號(hào)僅在RC振蕩器下有效。

（3）INTF標(biāo)志可在Q4～Q1期間的任何的時(shí)候把其置成高電平。

如果正當(dāng)全局中斷允許位GIE清零（禁止中斷）時(shí)發(fā)生中斷，GIE位可能會(huì)被用戶的中斷服務(wù)程序（RETFIE指令）無(wú)意地重新開(kāi)放，能引起該事件發(fā)生有以下情況：

1． 在一個(gè)中斷被響應(yīng)時(shí)執(zhí)行一條對(duì)GIE位置1的指令；

2． 程序正在轉(zhuǎn)向中斷矢量并執(zhí)行中斷服務(wù)程序；

在執(zhí)行中斷返回指令RETFIE后中斷服務(wù)程序完成。這將引起GIE位被置1（開(kāi)放中斷）并且程序返回一條指令，而這條指令的下一條指令將禁止中斷。

要確保整個(gè)中斷被禁止的方法是通過(guò)以下程序代碼使GIE位清零：

loop BCF INTCON,GIE
BTFCS INTCON,GIE
GOTO loop

3.多路中斷處理技術(shù)

以上方法不能解決多路中斷問(wèn)題，因此有必要具體分析一下當(dāng)最壞的情況發(fā)生時(shí)，即多路中斷同時(shí)出現(xiàn)時(shí)的中斷處理過(guò)程。

怎樣出現(xiàn)的中斷才能稱為多路中斷同時(shí)出現(xiàn)呢？通過(guò)上面的時(shí)序圖，可以得出這樣的結(jié)論：

（1）當(dāng)一個(gè)中斷產(chǎn)生時(shí)，在一個(gè)周期范圍內(nèi)必然產(chǎn)生一個(gè)中斷標(biāo)志，由此觸發(fā)全局中斷禁止位。（2）判斷中斷的類型就是判斷其對(duì)應(yīng)中斷的標(biāo)志位。

（3）在第一個(gè)誘發(fā)中斷源產(chǎn)生中斷時(shí)開(kāi)始，到中斷程序執(zhí)行完成的范圍內(nèi)，如果有其它中斷發(fā)生，那么都稱為多路中斷同時(shí)出現(xiàn)。