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AT89S51中断服务子程序的设计

中断系统的运行必须与中断服务子程序配合才能正确使用 。设计中断服务子程序需要首先明确以下几个问题 。
中断服务子程序设计的任务
中断服务子程序设计的基本任务有下列4条：
(1)设置中断允许控制寄存器IE ， 允许相应的中断请求源中断 。
(2)设置中断优先级寄存器IP ， 确定并分配所使用的中断源的优先级 。
(3)若是外部中断源 ， 还要设置中断请求的触发方式IT1或IT0 ， 以决定采用电平触发方式还是跳沿触发方式 。
(4)编写中断服务子程序 ， 处理中断请求 。
前3条一般放在主程序的初始化程序段中 。
举例如下：例1、假设允许外部中断0中断 ， 并设定它为高优先级中断 ， 其他中断源为低优先级中断 ， 采用跳沿触发方式 。在主程序中可编写如下初始化程序段：
 
采用中断时的主程序结构
由于各中断人口地址是固定的 ， 而程序又必须先从主程序起始地址OOOOH执行 。所以 ， 在OOOOH起始地址的几个字节中 ， 要用无条件转移指令 ， 跳转到主程序 。另外 ， 各中断人口地址之间依次相差8字节 ， 中断服务子程序稍长就超过8字节 ， 这样中断服务子程序就占用了其他的中断入口地址 ， 影响其他中断源的中断处理 。为此 ， 一般在进入中断后 ， 利用一条无条件转移指令 ， 把中断服务子程序跳转到远离其他中断入口的人口地址处 。
常用的主程序结构如下：
 
注意：在以上的主程序结构中 ， 如果有多个中断源 ， 就对应有多个“ORGXlX2X3X4H”的中断入口地址 ， 多个“中断入口地址”必须依次由小到大排列 。主程序MAIN的起始地址Y1Y2Y3 Y4H根据具体情况来安排 。
中断服务子程序的流程
AT89S51响应中断后 ， 就进入中断服务子程序 。中断服务子程序的基本流程如右图所示 。
 
下面对有关中断服务子程序执行过程中的一些问题进行说明 。
(1)现场保护和现场恢复所谓现场是指进人中断时 ， 单片机中某些寄存器和存储器单元中的数据或状态 。为了使中断服务子程序的执行不破坏这些数据或状态 ， 以免在中断返回后影响主程序的运行 ， 因此要把它们送入堆栈保存起来 ， 这就是现场保护 。
现场保护一定要位于现场中断处理程序的前面 。中断处理结束后 ， 在返回主程序前 ， 则需要把保存的现场内容从堆栈中弹出 ， 以恢复那些寄存器和存储器单元中的原有内容 ， 这就是现场恢复 。
现场恢复一定要位于中断处理的后面 。AT89S51的堆栈操作指令“PUSH direct”和“POPdirect” ， 主要是供现场保护和现场恢复使用的 。至于要保护哪些内容 ， 应该由用户根据中断处理程序的具体情况来决定 。
(2)关中断和开中断右图中现场保护前和现场恢复前关中断是为了防止此时有高一级的中断进入 ， 避免现场被破坏;在现场保护和现场恢复之后的开中断是为下一次的中断做好准备 ， 也为了允许有更高级的中断进入 。这样做的结果是 ， 中断处理可以被打断 ， 但原来的现场保护和现场恢复不允许更改 ， 除了现场保护和现场恢复的片刻外 ， 仍然保持着中断嵌套的功能 。
但有的时候 ， 对于一个重要的中断 ， 必须执行完毕 ， 不允许被其他的中断嵌套 。对此可在现场保护之前先关闭总中断开关位 ， 彻底关闭其他中断请求 ， 待中断处理完毕后再开总中断开关位中断 。这样 ， 就需要把图5-9中的“中断处理”步骤前后的“开中断”和“关中断”两个过程去掉 。
(3)中断处理 中断处理是中断源请求中断的具体目的 。应用设计者应根据任务的具体要求来编写中断处理部分的程序 。
【AT89S51中断服务子程序的设计】(4)中断返回中断服务子程序的最后一条指令必须是返回指令RETI ， 它是中断服务程序结束的标志 。CPU执行完这条指令后 ， 把响应中断时所置l的不可寻址的优先级状态触发器清O ， 然后从堆栈中弹出栈顶上的两个字节的断点地址送到程序计数器PC ， 弹出的第一个字节送入PCH ， 弹出的第二个字节送入PCL ， CPU从断点处重新执行被中断的主程序 。
例2、根据下图的中断服务子程序流程 ， 编写中断服务程序 。假设现场保护只需要将PSW寄存器和累加器A的内容压人堆栈中保护起来 。
一个典型的中断服务子程序如下：
 
上述程序有几点需要说明：
(1)本例的现场保护假设仅仅涉及PSW和A的内容 ， 如果还有其他需要保护的内容 ， 只需要在相应的位置再加几条PUSH和POP指令即可 。注意 ， 对堆栈的操作是先进后出 ， 次序不可颠倒 。
(2)中断服务子程序中的“中断处理程序段” ， 应用设计者应根据中断任务的具体要求来编写这部分中断处理程序 。
(3)如果该中断服务子程序不允许被其他中断所中断 ， 可将“中断处理程序段”前后的“SETB EA”和“CLR EA”两条指令去掉 。
(4)中断服务子程序的最后一条指令必须是返回指令RETI ， 千万不可缺少 ， 它是中断服务子程序结束的标志 。CPU执行完这条指令后 ， 返回断点处 ， 重新执行被中断的主程序 。

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