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PIC单片机的中断总结

作者:佚名   来源:不详   点击数:x  更新时间:2014年08月31日   【字体:

 与51或者其他系列的单片机相比,PIC单片机的中断机制有其特殊之处,针对我们一些初学者存在的一些问题和疑惑,我在此做一个个人总结,不当的地方,请站友们指正。

先摘引三个对PIC中断理解的回帖,然后我再对中断活动的过程、应该注意的事项、及一个疑惑进行较详细的总结和解释。
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johnfrank:关于pic中断有些不明白的地方
借用大虾的程序;
;********************
中断服务代码
btfssINTCON,T0IE;判断是否为T0中断
gotoother_int
btfssINTCON,T0IF;it?sthetimeofT0int 
gotoother_int 
bcfINTCON,T0IF;是T0中断,清除中断标志 
movlw0x10;微秒的高位字节加上定时时间256x16分频=4096=0x1000的高位(0x10) 
addwfus+1
gotoend_int  other_int;可添加其他中断服务代码 
nop;otherisrcodecanbeadded 
;********************************** 
end_int;恢复现场 
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假如又有新的中断正好在这段程序中间产生 
btfssINTCON,T0IF 
gotoother_int 
bcfINTCON,T0IF 程序岂不是要出错跑飞了 
johnfrank:谢谢你的关注。 
我讲一下自己的理解,权做回答,不当之处,还请站友们指点。 
pic中档单片机系列没有“硬件中断优先级别”(请允许我这样说),含义是指:当内核正在处理当前的中断服务A时,在这个期间里,其他任何中断的产生,只能使其标志位xxIF入口),等到执行到retfie后返回主程序,然后再次进入中断入口0004H... 
之所以说其无“硬件中断优先级别”是与“软件中断优先级别”对应的,通过中断服务代码对中断标志和IE的检测的先后,可设立优先级。当然,准确地说,这是一种顺序,而非级别,呵呵。 
如果了解一下51的中断系统,相信你能更好地理解PIC的中断的级别:将会出现你说的情况,当优先级更高的中断来临时,内核将暂时停止当前中断服务,保存当前中断服务的现场,执行优先级更高的中断服务,处理完成后,恢复现场,执行未处理完成的中断服务....,最后,返回主程序。 
小弟讲得有点烦琐,并不形象,可能还有纰漏和谬误之处,请大家指正,相信johnfrank在仔细看书之后,应该可以形成自己的正确看法。 
zdtdl:小弟说两句~~ 
简单地说,当系统响应一个中断时,GIE位将被自动清零以禁止其他的中断,在执行中断返回指令RETFIE后系统再自动置GIE位1开放中断。只要不在中断程序中对GIE置1,就不会产生反复进入中断的现象,靠查询方式决定响应谁。
PIC也有中断嵌套,可以形成多级嵌套,甚至自身嵌套,不过嵌套的级数绝对不能超过硬件堆栈的深度。
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PIC中档单片机的中断总结正文 
一、中断活动的过程 
对于PIC单片机来说,一次中断的过程大致有下列阶段:为了使得说明形象和直观,本文采用一些诙谐的语句来比喻说明: 
中断请求---------比喻成申请买经济适用房的请求 
中断标志-------一份申请书 
本中断使能xxIE-----本单位领导 
PEIE-------------户口办公室主任 
GIE--------------银行的管理信贷的科长 
 
1.中断请求:房子太少,儿子要结婚了,得买房了,可资源和财力有限,不能卖商品房,只好按特殊情况处理,写一份申请书(中断标志位IF置1); 
2.本单位领导xxIE看了之后,如果给你盖了一个戳:(即该中断使能位IE=1),那么恭喜你,这份申请书可以提交到更高一级的部门;如果没盖(xxIE=0),那么对不起,先放我这里吧,等我们研究研究好后再说。如果你不开心,要拿回申请书撕掉,呵呵,那么IF=0;你的购房请求之梦破灭; 
3.xxIE领导将根据户口,将这些请求书给分类,一类是外地迁来的户口,提交给户口办公室PEIE主任审查,PEIE主任如果给你盖了个戳
(PEIE=1),那么,他将会把申请书提交给银行的GIE科长批准,否则就是放在这里再研究研究或者你要回来撕毁;一类是本地户口,可直接提交给银行的GIE科长批准,然后你将申请书带到GIE科长的办公室。
4. GIE科长盖了章之后(GIE=1),然后,你就可以拿着申请书去找房地产商要房子了(此时
5.房地产商准备给房子了,不过你最好得先把各项手续给填好,交5w押金,另外协议阿,合同阿,都得自己搞定,这叫“保护现场”。
6.房地产商开始上班了,于是挨个查“申请书”是谁提交的,以便给你安排你预定的房子。这个叫“中断查询”。 
7.查到是你的后,然后打电话让你过来,带你去看房子,把钥匙给你。这个交“中断处理”。 
8.钥匙交给你之后,房子你是到手了,不过这份申请书就失效了,房地产商将该申请书销毁。这个叫“清除中断标志”。
9.好啦,现在你可以去房地产商自己去要回以前交的押金,身份证啊等等。这个叫“恢复现场”。 
10.最后,房地产商办完了,让RETFIE小姐打个电话给GIE科长(执行RETFIE指令),GIE科长才起来,把“请勿打扰”的牌子取下,让其他的带着申请书的人进来。当然,如果你的事情还没搞定,GIE科长的关系户打了他的手机(你在办事时-处理中断时,若有GIE被置1),他也会开门取下“请勿打扰”的牌子,让关系户进来,给他盖好章。这下就对不起了,人家有关系,所以你的事情要马上停下来,先等关系户办完他的事情之后,再给你办你的事情。这个叫“中断嵌套”,要注意GIE科长有8个关系户(硬件堆栈的深度为8级)哦。
 
二、需要注意的问题: 
1.中断现场的保护(可以参考以前的帖子,在xieyubing版主的指点下,有恰当的例子); 
2.初次上电复位、电源跌落复位和其他情况下的复位,均使得全局中断位GIE和其他中断使能位xxIE=0;
3.中断标志位的状态与该中断源是否被屏蔽无关,与全局中断使能位GIE也无关。
4.当开放某一中断源时,该中断源就是通过中断标志向CPU申请中断的,无论什么原因,只要标志位IF置1(可以用软件强行置1),均会产生中断请求。 
5.当中断标志位为1,如果该中断被屏蔽或者被禁止了,只要不清除标志位,那么该中断请求会被潜伏下来,一旦屏蔽解除,立即产生中断响应。反之,如果在屏蔽/禁止条件解除之中断嵌套,此时,前一中断处理过程会被暂停而进入新的中断处理,当新中断处理完毕后,
才会继续处理前一个被搁置的中断。此方式可以形成多级嵌套,但不能超过硬件堆栈的深度8级,以免造成堆栈溢出而不能正常返回。 
7.如果同时发生多个中断请求,则中断处理的顺序取决于中断程序中的检查中断源的顺序。
8.若要防止中断请求被丢失:则要注意下面两种情况:如果同一中断源的中断发生间隔时间大于该中断服务的处理时间,则可能出现中断事件被忽略(体现在中断服务的过程中,标志位被连续发生来两次置位),例如:中断事件发生的时间间隔为30ms,中断服务处理加上
跳转判断的时间为50ms,则情况将会如下所示: 
[中断次数----------1][中断次数----------2][中断次数----------3][中断次数----------4]
[处理次数-----------------------1][处理次数-----------------------2][处理次数------------------------4] 
如果在中断处理一开始就清除IF,那么如上图所示,中断事件3、4在处理次数2的过程中发生来两次,那么即使IF清除发生在中断次数3
发生之前,也将丢失第三次中断。另外,即使中断出现的时间间隔大于中断服务的时间间隔,如果清除中断标志位的指令安排在中断服务子程序的尾部,就有可能造成丢失该中断请求(即两次中断标志置位的事件只对应一条清除指令和一次中断处理。
9.在进行查表操作时必须禁止CPU响应中断,以避免中断返回时跳转到不希望的地址上去。  
三、一个疑惑一个疑问:一些书上提到:如果对寄存器INTCON进行“读-改-写”操作的时候,要事先将GIE清0,再对INTCON进行操作,然后将GIE恢复为1  即BCF INTCON,GIE  BSF INTCON,XX  BSF INTCON,GIE  所提到的理由是:当CPU正在执行一条对INTCON寄存器进行“读-改-写”操作的指令时,如果恰好发生了中断请求,则中断服务程序会被执行两次。这是因为当中断请求发生后INTCON寄存器的GIE寄存器会被硬件自动清零(屏蔽所有中断),并且程序转入中断例程入口(0004h)。当GIE被清零后,这时如果CPU正在执行一条对INTCON“读-改-写”GIE=0,该周期内既不取指也不执行指令,然后在n+2个指令周期里,0004h指针装入PC指针,该周期也不运行其他指令,只完成0004H->(PC)的取指过程,第n+3个指令周期里,CPU执行0004h地址的指令码,并同时取0005h的指令码。 
显然,作者提到的“当GIE被清零后,这时如果CPU正在执行一条对INTCON“读-改-写”的指令时,则GIE位还会被写会操作重新置1,这样就会造成CPU两次进入中断服务程序。”的解释存在下面的问题:GIE被硬件自动清零时的那个周期,是一个空运行周期,CPU并不执行指令,下一个周期也是空运行周期,不过是完成将0004h地址中的代码取指操作。然后就开始了0004h地址的代码的执行操作和0005h地址代码的取指过程。那么GIE在被硬件自动清零后要想置会1,只有两种方法:RETFIE指令使GIE自动置1;通过软件指令对GIE人为置1。显然,如果对GIE人为置1的指令执行在对该标志位清零前,那么会出现前文所述的中断嵌套(设该中断为A),如果没有其他中断发生且执行顺序先于中断A且对中断A的标志清零的话,那么中断A的嵌套是一个死循环。就不是执行两次的问题了----因为同一个中断嵌套时,GIE在自动清零被软件置一永远都发生在清除IF之前,那么IF一直得不到清除,而GIE又几乎一直都是1。
作者所说的情况似乎是这样的:读改写INTCON指令按如下过程分解:读INTCON的时候,GIE先是为1的,此时发生了中断,GIE被硬件清零,开始执行中断服务程序,然后再IF标志没有清除之前,执行INTCON的其他位的修改和写回操作,也将中断发生前的GIE读为1的信息写回GIE,这样,CPU被迫发生了第二次中断。显然,这样是将BSF INTCON, XX指令分解得支离破碎---本来一个指令周期可以完成的指令被跨了多个指令周期;而且一个指令周期的指令被CPU在不同地址处分解执行读改写过程。
如果不是这样的话,那么作者的解释就自相矛盾:“当CPU正在执行一条对INTCON寄存器的?读-改-写?操作的指令时,如果恰好发生了中断请求”与“当GIE被清零后,这是如果CPU正在执行一条对INTCON?读-改-写?的指令时”相互矛盾。 
总之,我对这里的理解存在一些疑惑,请斑竹及各位前辈指点。

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