單片機原理及實用技術(shù)-第5章-中斷系統(tǒng)及應(yīng)用課件

1、第5章 中斷系統(tǒng)及應(yīng)用 5.1 概述 5.2 SPCE061A中斷系統(tǒng) 5.3 中斷系統(tǒng)應(yīng)用 思考題 5.1 概 述 1. 中斷 中斷是指計算機在執(zhí)行某一程序的過程中，由于計算機系統(tǒng)內(nèi)、外的某種原因而必須終止原程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去完成相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束之后再返回繼續(xù)執(zhí)行被終止原程序的過程。 中斷技術(shù)能實現(xiàn)CPU與外部設(shè)備的并行工作，提高CPU的利用率及數(shù)據(jù)的輸入/輸出效率，能及時發(fā)現(xiàn)計算機運行過程中的突發(fā)事件并自動處理，如計算機對外部事件、硬件故障、運算錯誤、定時器溢出等做出響應(yīng)。觸鍵喚醒中斷能使我們通過鍵盤發(fā)出申請，隨時對運行中的CPU提出請求，轉(zhuǎn)而完成一些必須馬上處理的事件。 2. 中

2、斷源 中斷源是指在計算機系統(tǒng)中向CPU發(fā)出中斷請求的事件。中斷源可以是人為設(shè)定的，也可以是突發(fā)的隨機事件。如定時器中斷就是由定時器溢出產(chǎn)生的中斷。 3. 中斷優(yōu)先級 由于在實際應(yīng)用系統(tǒng)中往往有多個中斷源，且中斷申請是隨機的，有時還可能會有多個中斷源同時提出中斷申請，但CPU一次只能響應(yīng)一個中斷源發(fā)出的中斷請求，這時CPU響應(yīng)哪個中斷請求，就需要用軟件或硬件按中斷源工作性質(zhì)的輕重緩急給它們安排一個優(yōu)先順序，即所謂的優(yōu)先級排隊。中斷優(yōu)先級越高則響應(yīng)優(yōu)先權(quán)就越高。當CPU正在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時，又有中斷優(yōu)先級更高的中斷申請產(chǎn)生，CPU就會暫停原來的中斷處理程序而轉(zhuǎn)去處理優(yōu)先級更高的中斷請求，處理完畢

3、后再返回原低級中斷服務(wù)程序，這一過程稱為中斷嵌套，具有這種功能的中斷系統(tǒng)稱為多級中斷系統(tǒng)。沒有中斷嵌套功能的則稱為單級中斷系統(tǒng)。圖5.1 中斷嵌套示意圖 4. 中斷響應(yīng)過程 中斷響應(yīng)過程有以下幾步： (1) 檢測中斷。在每一條指令結(jié)束后，系統(tǒng)自動檢測中斷請求信號，如果有中斷請求且相應(yīng)的中斷允許位為真(允許中斷)時，則響應(yīng)中斷。 (2) 保護現(xiàn)場。CPU一旦響應(yīng)中斷，中斷系統(tǒng)會自動保存當前內(nèi)容PC和SR寄存器內(nèi)容(通過入棧完成)，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，中斷服務(wù)程序還可以通過壓入堆棧來保護原程序中用到的數(shù)據(jù)和寄存器的值。保護現(xiàn)場前一般要關(guān)中斷，以防止現(xiàn)場保護過程中有高優(yōu)先級中斷發(fā)生而破壞現(xiàn)場保護。保護

4、現(xiàn)場一般是用堆棧指令將原程序中用到的寄存器壓入堆棧，現(xiàn)場保護之后要開中斷，以便響應(yīng)更高優(yōu)先級的中斷申請。 (3) 中斷服務(wù)。通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序完成相應(yīng)的功能。 (4) 清除中斷標志位。CPU響應(yīng)中斷后，要請除相應(yīng)的中斷請求標志位，以免CPU再次響應(yīng)該中斷。 (5) 恢復(fù)現(xiàn)場。中斷服務(wù)完成后，返回之前要用彈出堆棧指令使保護在堆棧中的數(shù)據(jù)和寄存器的值彈出，以實現(xiàn)恢復(fù)原有數(shù)據(jù)的目的。 注意：在恢復(fù)現(xiàn)場前要關(guān)中斷，以防止恢復(fù)現(xiàn)場過程中再有中斷響應(yīng)破壞恢復(fù)現(xiàn)場。現(xiàn)場恢復(fù)后應(yīng)及時開中斷。 (6) 中斷返回。此時CPU將PC指針和SR內(nèi)容彈出堆棧恢復(fù)斷點，從而使CPU繼續(xù)執(zhí)行剛才被中斷的程序。 在單片機中

5、，中斷技術(shù)主要用于實時控制和及時處理外部突發(fā)事件。要求計算機能及時響應(yīng)被控對象提出的分析計算和控制等請求，使被控對象保持在最佳工作狀態(tài)，以達到預(yù)定的控制效果。由于這些控制參量的請求都是隨機發(fā)生的，而且要求單片機必須做出快速響應(yīng)并及時處理，對此只有利用中斷技術(shù)才能實現(xiàn)。 5.2 SPCE061A中斷系統(tǒng) 5.2.1 中斷類型 1. 軟件中斷 軟件中斷是由軟件指令break 產(chǎn)生的中斷，軟件中斷的向量地址為FFF5H。 2. 異常中斷 異常中斷是非常重要的事件，該中斷一旦發(fā)生，CPU必須立即進行處理。目前，SPCE061A定義的異常中斷只有復(fù)位一種。通常系統(tǒng)復(fù)位可以由以下三種情況引起：上電、看門狗

6、計數(shù)器溢出和系統(tǒng)電源電壓低于限值。不論什么情況引起復(fù)位，都會使復(fù)位引腳的電位變低，進而使程序指針PC指向由復(fù)位向量FFF7H所指的系統(tǒng)復(fù)位程序入口地址。 3. 事件中斷 事件中斷簡稱中斷，以下提到的中斷均為事件中斷，一般產(chǎn)生于片內(nèi)某部件或由外設(shè)中斷輸入引腳引入的某個事件，這種中斷的開放/屏蔽由對應(yīng)位和相應(yīng)的IRQ或FIQ總使能控制，由軟件設(shè)置。 事件中斷可采用兩種方式：快速中斷請求(FIQ)和中斷請求(IRQ)，這兩種中斷都由相應(yīng)的總使能來控制。 5.2.2 中斷源 表5.1 中斷源列表 1. 定時器中斷 定時器中斷由單片機內(nèi)部定時器TimerA和TimerB產(chǎn)生。在定時脈沖作用下從預(yù)置數(shù)單元

7、初值開始加1計數(shù)，當計數(shù)為0 xFFFFH時，再加1便產(chǎn)生溢出，向CPU提出中斷請求，以表明定時器的定時時間到，定時時間可通過程序設(shè)定，通常用于需要進行定時控制的場合。 2. 外部中斷 SPCE061A單片機有兩個外部中斷EXT1和EXT2。兩個外部輸入引腳分別與B口的IOB2和IOB3復(fù)用，即EXT1(IOB2)和EXT2(IOB3)。引入兩個外部中斷源的中斷請求信號，外部中斷以負跳沿觸發(fā)方式輸入中斷請求信號，如圖5.2所示。 圖5.2 外部中斷信號 EXT1、EXT2可以由外部單脈沖產(chǎn)生中斷請求信號，也可以通過接入相應(yīng)的阻容元件實現(xiàn)定時中斷。 在IOB2和IOB4之間以及IOB3和IOB5

8、之間分別接入兩個反饋電路，外接RC振蕩器做外部定時中斷使用，如圖5.3所示，此時，外部中斷的反饋電路使用四個管腳(B口的IOB2、IOB3、IOB4和IOB5引腳)，其中IOB4和IOB5主要用來組成RC反饋電路，通過IOB2和IOB4之間(或者IOB3和IOB5之間)增加一個RC振蕩電路，便可在EXT1(或EXT2)端得到振蕩信號作為外中斷觸發(fā)信號。為使反饋電路正常工作，必須將IOB2(或IOB3)設(shè)置為反相輸出方式，IOB4(或IOB5)設(shè)置為輸入方式。 圖5.3 IOB2、IOB4或IOB3、IOB5之間的反饋結(jié)構(gòu) 3. 串行通信口中斷 串行通信口中斷由SPCE061A內(nèi)部串行通信口中斷

9、源產(chǎn)生。串行通信口中斷分為串行口發(fā)送中斷和接收中斷兩種，共用一個中斷向量。因此，在進入串行通信口中斷服務(wù)程序后，需要判斷是接收中斷還是發(fā)送中斷。 當串行通信口發(fā)送/接收完一組串行數(shù)據(jù)時，自動使串行通信口控制寄存器P_UART_Command2中的TxReady和RxReady中斷標志置位，并向CPU發(fā)出中斷請求，CPU響應(yīng)串行通信口中斷后，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序執(zhí)行。因此，只要在串行通信口中斷服務(wù)程序中，安排一段對P_UART_Command2寄存器的TxReady和RxReady中斷標志位的狀態(tài)判斷程序，便可區(qū)分發(fā)生了接收中斷還是發(fā)送中斷請求。當然串行傳輸中既可以使用中斷方式收發(fā)數(shù)據(jù)，也可通過查詢

10、TxReady和RxReady中斷標志位的狀態(tài)收發(fā)數(shù)據(jù)。串行通信口接收、發(fā)送端為B口的IOB7(RxD)和IOB10(TxD)兩個復(fù)用腳。 4. 觸鍵喚醒中斷 當系統(tǒng)執(zhí)行睡眠命令時，CPU便關(guān)閉PLL倍頻電路，停止CPU時鐘，使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)。系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)時，通過IOA口低八位接的鍵盤給出喚醒信號，使系統(tǒng)接通PLL倍頻電路，啟動CPU 時鐘，將系統(tǒng)從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)，CPU從睡眠處繼續(xù)執(zhí)行程序。與此同時產(chǎn)生一個IRQ3_KEY中斷請求，進入喚醒中斷。一般來講，中斷系統(tǒng)提供的中斷源FIQ(TMA)、IRQ1IRQ7均可作為系統(tǒng)的喚醒源，作為定時喚醒系統(tǒng)。 5. 時基信號中斷 SPCE0

11、61A單片機提供了多組時基信號能作為中斷源。時基信號來自實時時鐘32 768 Hz，輸出有通過選頻邏輯的TMB1、TMB2信號和直接從時基計數(shù)器溢出的各種實時時基信號，在開啟時基信號中斷的情況下，有時基信號時，便發(fā)出時基信號中斷申請，CPU查詢到有中斷請求后，置位P_INT_Ctrl中相應(yīng)的中斷請求標志位，在中斷服務(wù)程序中通過測試P_INT_Ctrl來確定是哪個頻率的時基信號產(chǎn)生的中斷請求。 5.2.3 中斷控制 1. 中斷控制寄存器 SPCE061A 單片機對中斷源的開放和屏蔽以及每個中斷源是否被允許中斷，都受中斷允許寄存器P_INT_Ctrl和一些中斷控制指令的控制。下面分別作一介紹。 1

12、) 中斷控制寄存器 P_INT_Ctrl(讀/寫)(7010H) P_INT_Ctrl 控制單元具有讀/寫屬性，其讀寫時表達的意義不同。中斷控制寄存器功能如表5.2所示。 表5.2 中斷控制寄存器功能表 2) 清中斷標志寄存器 P_INT_Clear (寫)(7011H) 清中斷標志寄存器用于清除中斷控制標志位。當CPU響應(yīng)中斷后中斷標志仍為1，硬件并不自動清除該標志，當進入中斷服務(wù)程序后，必須將其控制標志清零，否則，CPU還會響應(yīng)該中斷。 P_INT_Clear寄存器的每一位對應(yīng)一個中斷源(如表5.2所示，具體位置與中斷控制寄存器相同)，如果想清除某個中斷標志，只要將該寄存器中對應(yīng)位置1，即

13、可清除該中斷標志。該寄存器只有寫的屬性，讀該寄存器是無任何意義的。 2. 中斷控制端口配置 3. 中斷控制指令 表5.4 中斷控制指令一覽表 (1) FIQ ON指令。 功能：開放FIQ中斷，是FIQ中斷的總中斷允許命令，其控制指令不能代替P_INT_Ctrl。也就是說，即使在程序中寫了該指令，但沒有將P_INT_Ctrl 寄存器的FIQ 位置1，CPU也無法響應(yīng)該中斷。FIQ ON與FIQ OFF配對使用。例1 FIQ ON的使用。 _main: FIQ OFF r1 = 0 x8000H P_INT_Ctrl = r1 /在P_INT_Ctrl 開放FIQ中斷 FIQ ONloop:NOP

14、 GOTO loop (2) FIQ OFF指令。 功能：屏蔽FIQ 中斷，該指令可以屏蔽P_INT_Ctrl 控制寄存器打開的FIQ 中斷。 例2 快速中斷的屏蔽與開放。 _main:FIQ ONr1 = 0 x8000HP_INT_Ctrl = r1 /開放FIQ中斷FIQ OFF /關(guān)閉FIQ中斷FIQ ON /開放FIQ中斷l(xiāng)oop: NOP GOTO loop (3) IRQ ON IRQ總中斷允許指令。 功能：開放IRQ 中斷。該控制指令不能代替P_INT_Ctrl，與FIQ ON 相似，必須通過P_INT_Ctrl允許中斷，與IRQ OFF配對使用。 (4) IRQ OFF IR

15、Q總中斷屏蔽指令。功能：屏蔽IRQ中斷，與FIQ OFF相似，可以屏蔽P_INT_Ctrl開放的中斷，并通過IRQ ON開放。 (5) INT指令。 功能：設(shè)置允許/禁止FIQ 和IRQ 中斷。該控制指令與前面的指令相同，只有先通過P_INT_Ctrl 寄存器打開中斷，才能完全開放中斷。 INT 控制指令可以細分為： INT FIQ 功能：允許FIQ中斷，關(guān)閉IRQ中斷。 INT IRQ 功能：允許IRQ中斷，關(guān)閉FIQ中斷。 INT FIQ IRQ功能：允許FIQ中斷，允許IRQ中斷。 INT OFF 功能：關(guān)閉FIQ中斷，關(guān)閉IRQ中斷。例3 中斷命令的使用。_main:r1=0 x800

16、4H/開中斷IRQ5_2 Hz和FIQ_PWMP_INT_Ctrl=r1INT FIQ/允許FIQ_PWM中斷，屏蔽IRQ5中斷 INT IRQ /允許IRQ5中斷，屏蔽FIQ_PWMNT FIQ，IRQ/允許IRQ和FIQ中斷INT OFF /屏蔽IRQ和FIQ中斷l(xiāng)oop: NOP GOTO loop5.2.4 中斷向量及優(yōu)先級 SPCE061A單片機每一中斷都對應(yīng)一個向量單元，稱為中斷向量。在中斷向量單元中存放中斷服務(wù)程序的入口地址，而不是轉(zhuǎn)移指令(與MCS-8051不同)，如表5.5所示。在允許中斷的情況下，當有中斷請求時，將使程序轉(zhuǎn)移至由中斷向量單元內(nèi)容所決定的中斷服務(wù)程序起始地址運

17、行。 SPCE061A單片機快速中斷的優(yōu)先級高于普通中斷的優(yōu)先級。在IRQ中斷中，IRQ0的中斷優(yōu)先于IRQ1，IRQ1 的中斷優(yōu)先于IRQ2，IRQ的序號越大，中斷優(yōu)先級越低。串行通信口(UART)的中斷優(yōu)先級最低。 表5.5 SPCE061A中斷的優(yōu)先級 在IRQ中斷中，只是中斷查詢有先后，不能進行中斷嵌套。同一中斷向量內(nèi)的中斷源中斷優(yōu)先級相同。 中斷優(yōu)先關(guān)系如下： FIQIRQ0IRQ1IRQ2IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6UART、IRQ同級 5.2.5 中斷響應(yīng) 1. 中斷響應(yīng)過程 1) 中斷查詢 把所有的中斷請求都匯集到P_INT_Ctrl 和P_UART_Command2(該寄

18、存器用于檢測串行通信口中斷標志位)寄存器中。外部中斷時運用采樣將中斷請求信號鎖存在P_INT_Ctrl 寄存器的相應(yīng)標志位，而音頻輸出中斷、觸鍵喚醒、定時中斷、時基中斷、串行通信口中斷等中斷請求，由于都發(fā)生在芯片的內(nèi)部，可以直接去置位P_INT_Ctrl和P_UART_Command2中各自的中斷請求標志位。所謂查詢就是由CPU測試P_INT_Ctrl和P_UART_Command2中各標志位的狀態(tài)，確定是否有中斷請求發(fā)生以及是哪一個中斷請求。 中斷查詢發(fā)生在每條指令周期結(jié)束，按中斷優(yōu)先級順序?qū)χ袛嗾埱筮M行查詢，即先查詢FIQ，再查詢IRQ。同級中斷按IRQ0、IRQ1、IRQ2、IRQ3、I

19、RQ4、IRQ5、IRQ6、UART的順序查詢。如果查詢到有標志位為1，則表明有中斷請求發(fā)生。由于中斷請求是隨機發(fā)生的，無法預(yù)先知道，因此，程序執(zhí)行過程中，在每條指令結(jié)束都要進行中斷查詢。 2) 中斷響應(yīng) 當允許中斷且查詢到中斷請求時，才能響應(yīng)中斷。此時，CPU首先將程序計數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧，再將SR壓入堆棧以保護斷點，然后將存放在中斷向量單元的中斷服務(wù)程序入口地址裝入PC，執(zhí)行中斷服務(wù)程序。 3) 中斷響應(yīng)條件中斷響應(yīng)條件如下：(1) 中斷開放；(2) 對應(yīng)中斷源允許中斷；(3) 無高優(yōu)先級的中斷請求；(4) 一條指令執(zhí)行結(jié)束。 2. 中斷請求的撤銷 中斷響應(yīng)后P_INT_Ctrl和P_

20、UART_Command2中的中斷請求標志應(yīng)及時清除，否則就意味著中斷請求仍然存在，會造成中斷的重復(fù)響應(yīng)。因此，必須及時撤銷中斷請求。SPCE061A中斷撤銷只需向中斷標志位寫1即可。 除UART中斷外，所有的中斷均需軟件清除標志位，即將P_INT_Ctrl中相應(yīng)的中斷標志位清除, 就撤銷了中斷請求。而UART中斷則是硬件自動清除，不需要軟件操作。 如當接收到數(shù)據(jù)后P_UART_Command2中的接收標志位自動置1，進入UART中斷。在UART中斷服務(wù)程序中讀出數(shù)據(jù)，P_UART_Command2相應(yīng)的中斷標志位自動清除。 3. 中斷服務(wù)流程 1) 中斷入口 表5.6 中斷入口地址表 圖5.

21、4 中斷服務(wù)流程圖 2) 關(guān)中斷和開中斷 在一個中斷執(zhí)行過程中，有可能有新的中斷請求發(fā)生，對于重要的中斷必須執(zhí)行完成，不允許被其它的中斷所嵌套，對此可以采用關(guān)閉中斷的方法來解決。如在IRQ中斷中不允許FIQ中斷嵌套，可以在IRQ中斷響應(yīng)后關(guān)閉中斷，當中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)束后，再開放中斷，響應(yīng)FIQ。也可在進入中斷服務(wù)程序后，先關(guān)閉中斷系統(tǒng)，徹底屏蔽其它中斷請求，等中斷處理完成后，再打開中斷系統(tǒng)。還有一種情況是中斷處理可以被打斷，但現(xiàn)場的保護和恢復(fù)不允許打擾以免現(xiàn)場被破壞，為此應(yīng)在保護現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場的前后，進行關(guān)中斷和開中斷，這樣除現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù)的片刻外，仍然保持著系統(tǒng)中斷嵌套功能。 SPCE

22、061A單片機開中斷和關(guān)中斷通過中斷控制指令來完成。如果只要對單個中斷源進行控制，通過P_INT_Ctrl 控制寄存器相應(yīng)位置1和清0來打開或關(guān)閉某個中斷源。 3) 現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù) 所謂現(xiàn)場是指中斷時刻單片機存儲單元的數(shù)據(jù)狀態(tài)。為了使中斷服務(wù)的執(zhí)行不破壞這些數(shù)據(jù)或狀態(tài)，以免在中斷返回后影響主程序的運行，通常要把它們送入堆棧中保存起來，這就是現(xiàn)場保護。 現(xiàn)場保護一定要位于中斷服務(wù)程序的前面，中斷服務(wù)結(jié)束后在返回主程序前把保存的現(xiàn)場內(nèi)容從堆棧中彈出，以恢復(fù)那些存儲單元的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場恢復(fù)。現(xiàn)場恢復(fù)一定要位于中斷處理程序之后返回主程序前。 4) 中斷源判斷 由于SPCE061A中斷源多于中

23、斷向量，多個中斷源共用一個中斷向量，所以當CPU響應(yīng)中斷進入中斷服務(wù)程序后，要通過讀P_INT_Ctrl判斷產(chǎn)生中斷請求的中斷源。 5) 中斷處理 中斷處理是中斷服務(wù)程序的核心內(nèi)容，是中斷的具體目的，即中斷后要完成的操作。 6) 清中斷標志位 CPU是根據(jù)中斷標志位來判斷并進行響應(yīng)中斷的，除串行通信口中斷外所有的中斷標志位不是硬件清除，而是由軟件清除的，所以在中斷服務(wù)程序中必須將中斷標志位清除。 中斷標志位的清除只要在中斷服務(wù)程序中即可，位置不是固定的。一般在中斷服務(wù)程序返回前清除中斷標志。 7) 中斷返回 中斷服務(wù)程序最后一條指令必須是中斷返回指令RETI，當CPU執(zhí)行這條指令時，從堆棧中彈

24、出斷點PC及SR，即可恢復(fù)斷點，重新執(zhí)行被中斷的程序。 5.3 中斷系統(tǒng)應(yīng)用5.3.1 單中斷源應(yīng)用 1. 定時中斷 定時器中斷包括定時器A中斷和定時器B中斷，而且不僅FIQ中斷方式中有定時器中斷源，在IRQ1(TimerA)、IRQ2(TimerB)中也有定時器中斷源，可根據(jù)具體程序需要選擇。如果需要定時器中斷優(yōu)先級高，可以打開FIQ方式的定時器中斷；如果不要求較高的中斷優(yōu)先級，可以將定時器中斷放在IRQ中斷方式中。 例4 利用定時器A，在A口的IOA0腳輸出周期為20 ms的方波(定時10 ms)。分析：(1) 選擇使用哪種中斷方式，是FIQ中斷方式還是IRQ中斷方式。當然在這個例子中采用

25、哪一種中斷都可以，這里我們采用IRQ中斷，開中斷時需打開IRQ1_TMA中斷即定時器A中斷，將P_INT_Ctrl 的IRQ1_TMA置位即可。(2) 產(chǎn)生T=20 ms的方波，只要每10 ms使IOA0腳輸出電平翻轉(zhuǎn)一次，因此只需定時10 ms即可。 (3) 選擇時鐘源，以方便準確為原則，我們選用8 kHz時鐘源A，時鐘源B為1。(4) 確定定時器A的預(yù)置初數(shù)(P_imerA_Data)。計算方法：定時器溢出率1/10 ms=100 Hz定時器初值N=0 xFFFF-時鐘源頻率/定時器溢出頻率 =0 xFFFF-8192/100 =0 xFFAD 表5.7 定時中斷使用的寄存器 圖5.5 定

26、時器中斷主程序流程圖 圖5.6 定時器中斷服務(wù)程序流程圖 程序名稱： TimerA _10ms _Pulse .asm。.include hardware.inc.define TIMERA_CLKA_8 K 0 x0003 /時鐘源A選擇8192Hz.defineTIMERA_CLKB_1 0 x0030H /時鐘源B選擇1.define TIMER_DATA_FOR_8 kHz 0 xFFAD /計算: 0 xFFFFH-時鐘源頻率/定時器溢出率 0 xFFFF-8192/100 OxFFAD.RAM.CODE.PUBLIC_main _main:r1 = 0 x0001/定義IOA0為輸

27、出P_IOA_Dir = r1P_IOA_Attrib = r1P_IOA_Data = r1r1 = TIMER_DATA_FOR_8 kHz/定時器A置初值0 xFFADP_TimerA_Data=r1/定義時鐘源A為8192 Hz，時鐘源B為1r1 = TIMERA_CLKA_8K + TIMERA_CLKB_1P_TimerA_Ctrl=r1r1 = Ox1000/開放定時A的中斷P_INT_Ctrl=r1INT IRQ /開IRQ中斷l(xiāng)oop: NOP/等待中斷GOTO loop 定時器A中斷服務(wù)程序：每10 ms中斷一次，將IOA0端口狀態(tài)取反。 .TEXT.PUBLIC _IRQ

28、1_IRQ1:INT OFF /關(guān)中斷PUSH r1,r5 TO sp /保護現(xiàn)場r1 = P_IOA_DATAr1 = 0 xFFFFH/方波標識位取反, 輸出波形P_IOA_Data=r1r1=0 x1000/清除中斷標志位P_INT_Clear=r1POP r1,r5 FROMsp /恢復(fù)現(xiàn)場INT IRQ FIQ /開中斷 RETI /中斷返回 2. 時基中斷 SPCE061A單片機時基信號頻率資源豐富，有2 Hz、4 Hz、8 Hz、16 Hz、32 Hz、64 Hz、128 Hz、256 Hz、512 Hz、1024 H、2048 Hz、4096 Hz等多種頻率供實時處理時鐘選擇。

29、提供了七個時基中斷源，占用了三個中斷向量，可根據(jù)實際需要選擇適當?shù)臅r基信號源。時基中斷使用的控制寄存器如表5.8所示。 表5.8 時基中斷使用的控制寄存器 例5 在A口低8位接八個發(fā)光二極管，利用時基信號設(shè)計一定時器，定時0.5 s閃爍一次。 分析：首先考慮定時0.5 s采用哪個時基信號比較方便，我們可以很明顯地看出2 Hz時基信號中斷是最方便的。只要設(shè)定2 Hz的時基信號中斷為0.5 s的定時時間即可。 硬件：IOA0IOA7接八個發(fā)光二極管。 主程序：端口初始化，2 Hz中斷開放。 程序名稱：TimeBase_2Hz.asm。 時基中斷主程序流程圖如圖5.7所示，中斷服務(wù)程序流程圖如圖5.

30、8所示。 圖5.7 時基中斷主程序流程圖 圖5.8 時基中斷中斷服務(wù)程序流程圖 主程序：.include hardware.inc.CODE.PUBLIC _main_main:r1=0 x00FF /初始化A口低8位為輸出P_IOA_Attrib=r1P_IOA_Dir=r1r1=0 x0000P_IOA_Data=r1r1 =0 x0004 /開放IRQ5_2 Hz中斷P_INT_Ctrl=r1INT IRQ /開IRQ中斷l(xiāng)oop:NOPGOTO loop 中斷服務(wù)程序：每中斷一次，使IOA0IOA7狀態(tài)取反，所接LED狀態(tài)變化。.TEXT.PUBLIC _IRQ5_IRQ5:PUSH

31、r1,r5 TO sp /保護現(xiàn)場r1 = 0 x0004TEST r1,P_INT_Ctrl /判2 Hz中斷源JNZ IRQ5_2Hz /是，2 Hz中斷，則轉(zhuǎn)至對應(yīng)程序段IRQ5_4Hz: r1=0 x0008/否則是4 Hz中斷GOTO Exit_INT IRQ5_2Hz: r1 = P_IOA_DATA/2 Hz中斷應(yīng)用程序 r1 = 0 xFFFF/IOA口值取反P_IOA_Data = r1r1 = 0 x0004Exit_INT: P_INT_Clear=r1 /清中斷標志POP r1,r5 FROM sp /恢復(fù)現(xiàn)場RETI/中斷返回 3. 觸鍵喚醒中斷 觸鍵喚醒中斷是系統(tǒng)進

32、入睡眠狀態(tài)后，通過A口低8位的按鍵來喚醒系統(tǒng)時鐘，恢復(fù)睡眠時的PC指針的，同時進入觸鍵喚醒中斷。觸鍵喚醒中斷使用的控制寄存器如表5.9所示。 例6 使CPU進入睡眠狀態(tài)，通過觸鍵喚醒系統(tǒng)。IOA0IOA7接八個發(fā)光二極管并利用喚醒中斷點亮LED。 分析：首先考慮如何使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)，前面已經(jīng)介紹了，通過設(shè)置時鐘系統(tǒng)控制寄存器P_SystemClock 的b4位使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)。其次設(shè)置喚醒按鍵，因為只有A口的低8位具有喚醒功能，所以按鍵必須在A口低8位中選擇。本例選用A口低8位接鍵盤。 表5.9 觸鍵喚醒中斷使用的控制寄存器 硬件：A口低8位接鍵盤；高8位接八個LED。 主程序：IOA口、

33、觸鍵喚醒/中斷初始化，系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)。 觸鍵喚醒中斷主程序流程圖如圖5.9所示，中斷服務(wù)程序流程圖如圖5.10所示。 圖5.9 觸鍵喚醒主程序流程圖 圖5.10 觸鍵喚醒中斷服務(wù)程序流程圖 主程序：.include hardware.inc.PUBLIC _main.define P_IOA_latch 0 x7004.CODE_main:r1=0 xFF00 /初始化A口低8位為帶下拉輸入, 高8位為輸出P_IOA_Dir=r1P_IOA_Attrib=r1r1 =0 x0000 P_IOA_Data=r1r1 =0 x0080 /開放IRQ3_KEY觸鍵喚醒中斷P_INT_Ctrl =

34、r1r1=P_IOA_latch /激活A(yù)口觸鍵喚醒INT IRQ/開IRQ中斷r1=0 x0007P_SystemClock=r1 /系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)Loop: NOP/當有鍵喚醒時繼續(xù)執(zhí)行GOTO Loop 中斷服務(wù)程序：判斷中斷源類型，是觸鍵喚醒中斷點亮八個發(fā)光二極管，否則返回。.TEXT.PUBLIC _IRQ3_IRQ3:INT OFFPUSH r1,r4 TO sp /保護現(xiàn)場r1 = 0 x0080test r1,P_INT_Ctrl /是否為觸鍵喚醒中斷jz L_notKeyArouse/否，外部中斷L_KeyArouse:r1 = P_IOA_Data/是，觸鍵喚醒中斷r1

35、|= 0 xFF00 /點亮八個發(fā)光二極管P_IOA_Data = r1r1 =0 x0080GOTO Exit_INT L_notKeyArouse:/外部中斷r1 =0 x0100/判斷是EXT1中斷嗎TEST r1,P_INT_Ctrl JNZ L_EXT1 r1 = 0 x0200/外部中斷2L_EXT1:NOPExit_INT: P_INT_Clear=r1 /清中斷標志POP r1,r4 FROM sp /恢復(fù)現(xiàn)場INT IRQRETI.END 4. 外部中斷 SPCE061A單片機有兩個外部中斷源EXT1和EXT2，這兩個外部中斷源可以使用反饋電路定時觸發(fā)，也可以通過IOB2或I

36、OB3引腳的下降沿觸發(fā)。外部中斷使用的控制寄存器如表5.10所示。 表5.10 反饋電路外部中斷使用的控制寄存器 例7 利用外部中斷點亮接在A口低8位的八個LED。 分析：選擇使用外部中斷EXT1還是外部中斷EXT2。兩個外部中斷都可以，只是初始化時略有不同。選擇EXT1初始化IOB2為帶上拉電阻的輸入端口，選擇EXT2初始化IOB3為帶上拉電阻的輸入端口。此例我們選擇EXT1中斷源。 硬件：A口低8位接八個LED。 主程序：端口初始化，開放EXT1中斷。 程序名稱：Ext1.asm。 外部中斷的主程序流程圖如圖5.11所示，中斷服務(wù)程序流程圖如圖5.12所示。 圖5.11 外部中斷主程序流程

37、圖 圖5.12 外部中斷中斷服務(wù)程序流程圖 主程序：.include hardware.inc.CODE.PUBLIC _main_main:r1=0 x00FF /設(shè)置A口低8位為輸出P_IOA_Attrib=r1P_IOA_Dir=r1r1 = 0 x0000P_IOA_Data=r1r1=0 x0000/設(shè)IOB2帶上拉電阻輸入 P_IOB_Dir=r1P_IOB_Attrib=r1r1=0 x0004P_IOB_Data=r1r1=0 x0100/開中斷IRQ3_EXT1P_INT_Ctrl=r1INT IRQloop:NOPJMP loop 中斷服務(wù)程序：判斷中斷源、點亮LED。.T

38、EXT.PUBLIC _IRQ3_IRQ3:INT OFFPUSH r1,r5 TO sp/現(xiàn)場保護r1=0 x0100TEST r1,P_INT_Ctrl /判斷IRQ3_EXT1中斷JNZ irq3_ext1 /是，則轉(zhuǎn)至IRQ3_EXT1程序段r1=0 x0200TEST r1,P_INT_Ctrl /判斷IRQ3_EXT2JNZ irq3_ext2 irq3_key: r1 = 0 x0080/鍵喚醒中斷GOTO Exit_INTirq3_ext2: /外部中斷2GOTO Exit_INTirq3_ext1: /外部中斷1r2=0 x00FFP_IOA_Data=r2 /點亮LEDEx

39、it_INT:P_INT_Clear=r1POP r1,r5 FROM sp /恢復(fù)現(xiàn)場INT IRQ,FIQRETI 5. 串行通信口中斷 串行通信口中斷用于串行通信過程中數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。UART可以實現(xiàn)全雙工通信，P_UART_Data (讀/寫) ($7023H)單元用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的緩存。串行通信口中斷使用的控制寄存器如表5.11所示。 表5.11 異步串行通信口中斷使用的控制寄存器 寫入：將發(fā)送的數(shù)據(jù)送入緩存器，按字節(jié)傳送。 讀出：從緩存器讀出接收的單字節(jié)數(shù)據(jù)。UART模塊的接收管腳Rx和發(fā)送管腳Tx分別可與IOB7 和IOB10 共用。 注意：由于UART串行傳輸方式為8位數(shù)據(jù)

40、傳輸，所以傳輸一個字需要發(fā)送兩次，接收也是如此。 例8 準備一組數(shù)據(jù)自發(fā)自收。系統(tǒng)時鐘頻率Fosc=24.576 MHz，串行通信口波特率為115.2 kb/s。分析：允許串行通信口中斷并設(shè)置P_UART_Command1，允許UART接收、發(fā)送中斷。串行通信口波特率控制字為0000006BH。異步串行通信主程序：Rx、Tx端口初始化、串行通信口工作方式、波特率設(shè)定、接收、發(fā)送指針設(shè)定。自發(fā)自收五個數(shù)據(jù)：0 x1122, 0 x3344，0 x5566，0 x7788和0 xAAFF。 異步串行通信主程序流程圖如圖5.13所示，中斷服務(wù)程序流程圖如圖5.14所示。 圖5.13 異步串行通信主程

41、序流程圖 圖5.14 異步串行通信中斷服務(wù)程序流程圖 主程序：.include hardware.inc.define UART_DATA_SIZE 0 x0005H.DATA SendData: .DW 0 x1122, 0 x3344，0 x5566，0 x7788, 0 xAAFF /發(fā)送的數(shù).ISRAM.PUBLIC RecData /接收數(shù)據(jù)RecData: .DW 5 DUPdup(0).var recNum /接收計數(shù).var sendNum /發(fā)送計數(shù).var sendFlag /發(fā)送標志 1:發(fā)送高8位, 0:發(fā)送低8位.var recFlag /接收標志 1:接收高8位,

42、0:接收低8位.CODE.PUBLIC_main_main: /主程序 r2 = RecDataR1 = 0 x0480 /設(shè)置IOB7為懸浮輸入, IOB10為同相輸出P_IOB_Attrib = R1R1 =0 x0400P_IOB_Dir = R1R1 = 0 x0000P_IOB_Data = R1R1 = 0 x006B /設(shè)置波特率114.84 kHz(=115.2 kHz)P_UART_BaudScalar Low = R1R1 = 0 x0000P_UART_BaudScalar High = R1R1 = 0 x00C0 /R1=0000 0000 1100 0000BP_U

43、ART_Command1 = R1 /開接收、發(fā)送中斷P_UART_Command2 = R1 /允許接收、發(fā)送 1.2R1 =0 x0000sendNum = r1 /發(fā)送指針清0recNum = R1 /接收指針清0R1 = 0 x0001sendFlag = R1 /初始化發(fā)送標志位recFlag = r1 /初始化接收標志位INT IRQ /開中斷l(xiāng)oop: NOPGOTO loop 串行通信口中斷服務(wù)程序：接收、發(fā)送一組數(shù)據(jù)。.TEXT.PUBLIC _IRQ7UART_RECC_IRQ:.PROC_IRQ7:INT OFFPUSH r1,r5 TO spr1 = 0 x0080 /

44、判斷接收中斷標志RxRDYTEST R1,P_UART_Command2/判是否為接收中斷JNZ UART_RECV_IRQ UART_SEND_IRQ: /發(fā)送數(shù)據(jù)r2 = sendFlagr2 = 0 x0001sendFlag = r2 r1 = SendDatar4 = sendNumr3 = UART_DATA_SIZECMP r4,r3/比較發(fā)送是否結(jié)束JE exit_INT/結(jié)束發(fā)送r1 = r1+r4/繼續(xù)發(fā)送r1 = r1 /取發(fā)送數(shù)據(jù)r2 = sendFlag JZ Send_Datar1 = r1 lsr 4/發(fā)送高8位r1 = r1 lsr 4 r4 += 1/發(fā)送計數(shù)

45、加1sendNum = r4Send_Data:P_UART_Data = r1 /發(fā)送數(shù)據(jù)GOTO exit_INT 接收中斷服務(wù)程序：UART_RECV_IRQ: r2 = recFlagr2 = 0 x0001 /接收標識取反recFlag = r2r4 = recNumr3 = UART_DATA_SIZECMP r3,r4 JE exit_INT /判接收結(jié)束r1 = P_UART_Data /接收沒結(jié)束，繼續(xù)接收r2 = recFlag JNZ Shift_Datar3 = r4 + RecData /保存高8 位 r3 = r1 GOTO exit_INTShift_Data:

46、/接收高8 位數(shù)r1 = r1 lsl 4r1 = r1 lsl 4r2 = recNumr3 = r2 + RecData /保存高8位r4 = r3r4 |= r1r3 = r4r2 += 1 /接收計數(shù)加1recNum = r2 exit_INT:POP r1,r5 FROM spINT IRQ,FIQRETI.ENDP 5.3.2 多中斷源應(yīng)用 1. 同中斷向量多中斷源的應(yīng)用 例9 IRQ6 中斷有兩個中斷源IRQ6_TMB1和IRQ6_TMB2，此處利用兩個中斷源控制四個發(fā)光二極管分別為1 s和0.5 s周期閃爍。 分析：IRQ6_TMB1時鐘源有多種選擇，如8 Hz、16 Hz、3

47、2 Hz、64 Hz等，可以選擇其中任一頻率做0.5 s定時，此處我們選擇64 Hz時鐘源。同樣，IRQ6_TMB2有128 Hz、256 Hz、512 Hz、1024 Hz時鐘源可供選擇，此處選擇128 Hz時鐘源。 硬件：IOA0IOA7接八個LED。主程序：利用IRQ6_TMB1使IOA0IOA3接的LED 1 s閃爍1次。IRQ6_TMB2使IOA4IOA7接的LED 0.5 s閃爍1次。多中斷源主程序流程圖如圖5.15所示，中斷服務(wù)程序流程圖如圖5.16所示。圖5.15 同中斷向量的多中斷源主程序流程圖 圖5.16 同中斷向量的多中斷源中斷服務(wù)程序流程圖 主程序：.define tm

48、b1clk_8Hz 0 x0000.define tmb1clk_16Hz 0 x0001.define tmb1clk_32Hz 0 x0002.define tmb1clk_64Hz 0 x0003.define tmb2clk_128Hz 0 x0000.define tmb2clk_256Hz 0 x0004.define tmb2clk_512Hz 0 x0008.define tmb2clk_1024Hz 0 x000C.define tmb1_clk tmb1clk_64Hz.define tmb2_clk tmb2clk_128Hz.define P_IOA_DATA 0 x7

49、000.define P_IOA_DIR 0 x7002.define P_IOA_ATTRI 0 x7003 .define P_IOB_DATA 0 x7005.define P_IOB_DIR 0 x7007.define P_IOB_ATTRI 0 x7008.define P_INT_CTRL 0 x7010.define P_INT_CLEAR 0 x7011.define P_Timebase_setup 0 x700E.define P_Timebase_clear 0 x700F.RAM.VAR TIME1.VAR TIME2.CODE.PUBLIC _main _main:

50、INT OFFr1=0 xFFFF /IOA口為輸出口P_IOA_ATTRI=r1P_IOA_DIR=r1r1=0 x0000P_IOA_DATA=r1r1=0 xFFFF； /IOB口為輸出口P_IOB_ATTRI=r1P_IOB_DIR=r1r1=0 x0000P_IOB_DATA=r1 r1=tmb1_clk/TMB1選64 Hz，TMB2選128 Hzr1|=tmb2_clk/0000H或0003H，此時 R1的值為 0003HP_Timebase_setup=r1r1=0 x0003 /允許IRQ6_TMB1 和IRQ6_TMB2中斷P_INT_CTRL=r1R1=0 x0000TI

51、ME1=r1TIME2=r1INT IRQloop:NOP /等待中斷NOPJMP loop IRQ6中斷服務(wù)程序：.TEXT .PUBLIC _IRQ6 _IRQ6:PUSH r1,r5 TO sp /保護現(xiàn)場r1=0 x0001TEST r1,P_INT_CTRL /判斷IRQ6_TMB2 的中斷JNZ l_irq6_tmb2 /轉(zhuǎn)至IRQ6_TMB2中斷服務(wù)程序l_irq6_tmb1: /否，則進入IRQ6_TMB1中斷服務(wù)程序r2 = TIME1r2 += 0 x0001TIME1 = R2CMP r2,64 /比較1 s JBE LED1_OFF /小于等于則LED滅r1=P_IOA

52、_DATAr1=0 x000F /大于則LED亮P_IOA_DATA=r1CMP r2,128 /比較JBE LED1_RET /小于等于則LED繼續(xù)亮r2=0 x0000 /否則TIME1單元清零，返回中斷TIME1=R2JMP LED1_RETLED1_OFF: r1=P_IOA_DATA r1&=0 x00F0 P_IOA_DATA=r1 LED1_RET: /清除IRQ6_TMB1中斷標志位 r1=0 x0002P_INT_CLEAR=r1POP r1,r5 FROM sp RETIl_irq6_tmb2:r2=TIME2r2+=0 x0001TIME2=R2CMP r2,64 /比較

53、0.5 sJBE LED2_OFF /小于等于則LED滅 r1=P_IOA_DATAr1=0 x00F0 /大于則LED亮P_IOA_DATA=r1CMP r2,128/比較1 sJBE LED2_RET /小于等于則LED繼續(xù)亮r2=0 x0000 /否則TIME2單元清零TIME2=R2JMP LED2_RET LED2_OFF: r1=P_IOA_DATAr1&=0 x000FP_IOA_DATA=r1LED2_RET:r1=0 x0001/清除IRQ6_TMB1中斷標志位P_INT_CLEAR=r1POP r1,r5 FROM spRETI 2. 不同中斷入口的多中斷源應(yīng)用例10 采用不同中斷入口的中斷源控制八個發(fā)光二極管分別為1 s和0.5 s閃爍。分析：使用IRQ2中的定時器B定時0.5 s，利用IRQ4 中的IRQ_1 kHz中斷定時1 s。硬件：IOA0IOA7接八個LED，IOB0IOB7接八個LED。 主程序：利用定時B定時0.5 s使B口的LED閃爍，利用時基信號1024 Hz產(chǎn)生中斷1 s，使A口LED閃爍。不同中斷入口的多中斷源的主程序流程圖如圖5.17所示，中斷服務(wù)程序流程圖如圖5.18和圖5.19所示。 圖5.17 主程序流程圖 圖5.18 定時器B中斷服務(wù)程序流