單片機多中斷處理技術研究

1．引 言：

中斷技術的應用大大提高了CPU的有效使用率，有效提高了資源的利用率。中斷的性能同時也就成了衡量芯片性能的標準。新開發(fā)的芯片增加了很多的中斷源，如 PIC16F877的中斷源已經(jīng)達到14個，可謂相當豐富；但同時也帶來了一些難題：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

2．中斷處理技術

為了解決多中斷帶來的問題，有必要清楚單個中斷到達時的處理技術，首先簡要介紹中斷的基本原理：計算機在執(zhí)行某一程序過程中，由于計算機系統(tǒng)內(nèi)外原因,而必須中止原程序的執(zhí)行，轉去執(zhí)行相應的處理程序，待處理結束后再回來繼續(xù)執(zhí)行中止程序。當只有一個事件被響應，進入中斷執(zhí)行中斷程序，這較易被處理，當兩個，三個，甚至更多的中斷同時產(chǎn)生的時候，處理起來就復雜多了，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：

INT引腳中斷時序圖

其中時序圖說明如下：

（1）中斷開銷時間＝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信號僅在RC振蕩器下有效。

（3）INTF標志可在Q4～Q1期間的任何的時候把其置成高電平。

如果正當全局中斷允許位GIE清零（禁止中斷）時發(fā)生中斷，GIE位可能會被用戶的中斷服務程序（RETFIE指令）無意地重新開放，能引起該事件發(fā)生有以下情況：

1． 在一個中斷被響應時執(zhí)行一條對GIE位置1的指令；

2． 程序正在轉向中斷矢量并執(zhí)行中斷服務程序；

在執(zhí)行中斷返回指令RETFIE后中斷服務程序完成。這將引起GIE位被置1（開放中斷）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。

要確保整個中斷被禁止的方法是通過以下程序代碼使GIE位清零：

loop BCF INTCON,GIE
BTFCS INTCON,GIE
GOTO loop

3.多路中斷處理技術

以上方法不能解決多路中斷問題，因此有必要具體分析一下當最壞的情況發(fā)生時，即多路中斷同時出現(xiàn)時的中斷處理過程。

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

（1）當一個中斷產(chǎn)生時，在一個周期范圍內(nèi)必然產(chǎn)生一個中斷標志，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應中斷的標志位。

（3）在第一個誘發(fā)中斷源產(chǎn)生中斷時開始，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出現(xiàn)。