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单片机中断多优先级的软件扩展方法
单片机中断多优先级的软件扩展方法 关键词：单片机；中断；
优先级；
寄存器 １ 引言 所谓中断是指当ＣＰＵ正在处理某件事情的时候，外部发生的某一事件 （如一个电平的变化，一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求ＣＰＵ迅速 去处理，于是ＣＰＵ暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处 理完该事件以后，再回到原来被中止的地方继续原来的工作，这样的一个过程称 之为中断。以８０５１为例，中断系统含有５个中断源，分别是外部中断０请求 （ＩＮＴ０），外部中断１请求（ＩＮＴ１），定时／计数器０溢出中断请求（Ｔ ０），定时／计数器１溢出中断请求（Ｔ１）以及串行口中断请求（Ｔｘ／Ｒｘ）。
既然系统含有５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。
这样就出现一个问题：如果一个中断正在执行，如何才能让它响应同级甚至是低 级中断请求呢？ ２ 中断多优先级的扩展 根据８０５１的结构特点，其中断系统中含有两个不可寻址的“优先级生 效”触发器。一个用于指出ＣＰＵ是否正在执行高优先级的中断服务程序，这个 触发器为１时，系统将屏蔽所有的中断请求；
另一个则指出ＣＰＵ是否正在执行 低优先级中断服务程序，该触发器为１时，将阻止除高优先级以外的一切中断请 求。由此可见，若要响应同级甚至是低级中断请求，必须使得该“优先级生效” 触发器清零。但该触发器又是不可寻址的，所以无法用软件直接清零。遍历系统 所提供的１１１条指令，只有ＲＥＴＩ可以达到此目的。该指令可在ＣＰＵ执行 该指令时，一方面清除中断响应时所置位的“优先级生效”触发器，另一方面可从 当前栈顶弹出断点地址送入程序计数ＰＣ，从而返回主程序。
３ 软件扩展方法 ３．１ 高级中断源响应低级中断源的软件设计现以当前ＩＥ＝８４Ｈ（开放外部中断１及总控制位），ＩＰ＝０４Ｈ 设定ＩＮＴ１为高优先级 正在执行外部中断１服务子程序为例来进行说明。如 欲响应串行口中断，也就是要实现高级中断源响应低级中断源，设计时可加入如 下代码而无须改变ＩＰ寄存器的内容：
ＰＵＳＨ ＩＥ ；
ＩＥ内容入栈保护 ＭＯＶ ＩＥ ， ＃１００１００００Ｂ ；
开放串行口中断 ＣＡＬＬ ＰＰ ；
继续执行原中断子程序，但可 随时响应串行口中断请求 ．．． ＰＯＰ ＩＥ ；
恢复原ＩＥ内容 ＲＥＴＩ ＰＰ：
ＲＥＴＩ ３．２ 同级中断源之间的响应 上述代码体现了高级中断源（ＩＮＴ１）响应低级中断源（串行口）的软 件实现方法。但是， ８０５１系统共含有５个中断源，因此必须解决同优先级 中断之间的嵌套问题，具体源程序如下：
ＯＲＧ ００００Ｈ ＬＪＭＰ ＭＡＩＮ ＯＲＧ ０００３Ｈ ＬＪＭＰ Ｘ０ ；
ＩＮＴ０入口地址 ＯＲＧ ０００ＢＨ ＬＪＭＰ Ｔ０ ；
Ｔ０入口地址 ＯＲＧ ００１３ＨＬＪＭＰ Ｘ１ ；
ＩＮＴ１入口地址 ＯＲＧ ００１ＢＨ ＬＪＭＰ Ｔ１ ；
Ｔ１入口地址 ＯＲＧ ００２３Ｈ ＬＪＭＰ ＳＳ ；
串行口入口地址 ＭＡＩＮ：
ＭＯＶ ＩＥ ，＃９ＦＨ ；
开放所有中断 ＭＯＶ ＩＰ，＃０３Ｈ ；
设定ＩＮＴ０、Ｔ０为高优先级 ＳＪＭＰ ＄ Ｘ０：
ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ０ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ；
（ＰＣ）＝Ｘ０ＲＬ，清＂高优先级生效＂ 触发器，此时可响应其它中断请求 Ｘ０ＲＬ：· ；
ＩＮＴ０子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬＲＥＴＩ Ｔ０：
ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ０ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ；
（ＰＣ）＝Ｔ０ＲＬ，清＂高优先级生效＂ 触发器，此时可响应其它中断请求 Ｔ０ＲＬ：
· ；
Ｔ０子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ Ｘ１：
ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ１ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ；
（ＰＣ）＝Ｘ１ＲＬ，清“高优先级生效”触发器，此时可响应其它中断请求 Ｘ１ＲＬ：
· ；
ＩＮＴ１子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ Ｔ１：
ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ１ＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ；
（ＰＣ）＝Ｔ１ＲＬ，清＂高优先级生效＂ 触发器，此时可响应其它中断请求 Ｔ１ＲＬ：
· ；
Ｔ１子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬＲＥＴＩ ＳＳ：
ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃ＳＳＲＬ ＰＵＳＨ ＤＰＬ ＰＵＳＨ ＤＰＨ ＲＥＴＩ ；
（ＰＣ）＝ＳＳＲＬ，清＂高优先级生效＂ 触发器，此时可响应其它中断请求 ＳＳＲＬ：
· ；
串行口子程序的真实入口地址 · · · ＰＯＰ ＤＰＨ ＰＯＰ ＤＰＬ ＲＥＴＩ 上述程序利用ＩＰ寄存器给出了两级优先级，其中ＩＮＴ０、Ｔ０为高优 先级，ＩＮＴ１、Ｔ１串行口为低优先级。为使某中断能响应同级甚至低级中断， 只要在中断服务子程序中用ＲＥＴＩ指令清除相应的不可寻址的“优先级生效” 触发器即可。程序一开始的两条ＰＵＳＨ指令的作用是对原始数据进行入栈保护 （如此时ＤＰＴＲ中的数据不需保留，则这两条压栈指令也可不要，相应的弹栈 指令也可不要），然后将其真实子程序入口地址入栈，并经ＲＥＴＩ出栈后弹给 ＰＣ指针，以便在执行完ＲＥＴＩ后正确执行真实子程序。当该中断服务子程序 执行完毕后，ＲＥＴＩ将返回主程序断点处以继续执行原来程序。
４ 结束语本文所阐述的多优先级扩展方法是纯软件方法，该方法只需在程序中加入 为数不多的相应代码，便可进行各种中断嵌套（如同优先级响应或高优先级响应 低优先级等）。此方法的代价是要花费更多的中断响应时间，但相对于添加硬件 扩展的方法而言，这点代价还是值得的。
