干货|一文读懂单片机里面的“中断”优先级
中断优先级的内容,有一般紧急的中断,有特别紧急的中断,这取决于具体的系统设计,这就涉及到中断优先级和中断嵌套的概念,今天先简单介绍一下相关寄存器,不做例程说明。
中断的产生背景,实际生活当中还有更复杂的,比如我正在看电视,这个时候来电话了,我要进入接电话的“中断”程序当中去,就在接电话的同时,听到了水开的声音,水开的“中断”也发生了,我们就必须要放下手上的电话,先把煤气关掉,然后再回来听电话,最后听完了电话再看电视,这里就产生了一个优先级的问题。
还有一种情况,我们在看电视的时候,这个时候听到水开的声音,水开的“中断”发生了,我们要进入关煤气的“中断”程序当中,而在关煤气的同时,电话声音响了,而这个时候,我们的处理方式是先把煤气关闭,再去接听电话,最后再看电视。
从这两个过程中,我们可以得到一个结论,就是最最紧急的事情,一旦发生后,我们不管当时处在哪个“程序”当中,我们必须先去处理最最紧急的事情,处理完毕后再去解决其它事情。
在我们的单片机程序当中有时候也是这样的,有一般紧急的中断,有特别紧急的中断,这取决于具体的系统设计,这就涉及到中断优先级和中断嵌套的概念,今天先简单介绍一下相关寄存器,不做例程说明。
中断优先级有两种,一种是抢占优先级,一种是固有优先级,先介绍抢占优先级。来看表1和表2。
表1: IP——中断优先级寄存器的位分配(地址0xB8、可位寻址)表2: IP——中断优先级寄存器的位描述
IP 这个寄存器的每一位,表示对应中断的抢占优先级,每一位的复位值都是 0,当我们把某一位设置为 1 的时候,这一位的优先级就比其它位的优先级高了。
比如我们设置了 PT0位为 1 后,当单片机在主循环或者任何其它中断程序中执行时,一旦定时器 T0 发生中断,作为更高的优先级,程序马上就会跑到 T0 的中断程序中来执行。
反过来,当单片机正在 T0中断程序中执行时,如果有其它中断发生了,还是会继续执行 T0 中断程序,直到把 T0 中的中断程序执行完毕以后,才会去执行其它中断程序。
当进入低优先级中断中执行时,如又发生了高优先级的中断,则立刻进入高优先级中断执行,处理完高优先级级中断后,再返回处理低优先级中断,这个过程就叫做中断嵌套,也称为抢占。
所以抢占优先级的概念就是,优先级高的中断可以打断优先级低的中断的执行,从而形成嵌套。当然反过来,优先级低的中断是不能打断优先级高的中断的。
表3: 中断查询序列
那么既然有抢占优先级,自然就也有非抢占优先级了,也称为固有优先级。在表3中的最后一列给出的就是固有优先级,请注意,在中断优先级的编号中,一般都是数字越小优先级越高。
从表3中可以看到一共有 1~6 共 6 级的优先级,这里的优先级与抢占优先级的一个不同点就是,它不具有抢占的特性,也就是说即使在低优先级中断执行过程中又发生了高优先级的中断,那么这个高优先级的中断也只能等到低优先级中断执行完后才能得到响应。既然不能抢占,那么这个优先级有什么用呢?
答案是多个中断同时存在时的仲裁。比如说有多个中断同时发生了,当然实际上发生这种情况的概率很低,但另外一种情况就常见的多了,那就是出于某种原因我们暂时关闭了总中断,即 EA=0,执行完一段代码后又重新使能了总中断,即 EA=1,那么在这段时间里就很可能有多个中断都发生了,但因为总中断是关闭的,所以它们当时都得不到响应,而当总中断再次使能后,它们就会在同时请求响应了,很明显,这时也必需有个先后顺序才行,这就是非抢占优先级的作用了——如表3中,谁优先级最高先响应谁,然后按编号排队,依次得到响应。
抢占优先级和非抢占优先级的协同,可以使单片机中断系统有条不紊的工作,既不会无休止的嵌套,又可以保证必要时紧急任务得到优先处理。在后续的学习过程中,中断系统会与我们如影随形,处处都有它的身影,随着学习的深入,相信你对它的理解也会更加的深入。
pic单片机之中断程序(附实例)
什么是中断程序呢?
形象的生活比喻就比如你现在这在看我的文章,突然你的朋友喊你一起去烤地瓜,这时候你就中断了看文章和朋友烤地瓜去了,烤完地瓜之后你又回来看文章。烤地瓜这件事就好比中断程序,他中断了你看文章这件事。在程序方面来说 当CPU在执行一个程序的时候,突然产生了中断事件CPU就去执行中断程序了,当执行完成后CPU又回来执行原先的程序。
中断事件
什么是中断事件,就是引起中断的事件。对于单片机来说这些事件是多种多样的。比如 说一个按键按下,一定的时间到了,一串数据发送完毕,或接收完一个数据。
讲到中断不得不讲讲和中断相对的 查询。其实不管是按键按下 还是 时间到,还是数据发送完毕,这些事实上都可以用查询的方式办到。比如 你是经理 如果你想知道属下任务完成了没有 一种方式就是去询问属下,任务完成没有。早上没完成,下午在问。下午没完成第二天再问。。。。一直到完成为止 这种方式就相当于查询的方式,另一种就是然属下完成任务好直接汇报,在下属执行任务的期间你无需去打挠下属,当下属任务完成后就第一时间向你汇报,这种方式就好像中断。
查询方式:缺点就是可能会大量浪费CPU的时间,不断去查询。如果事情不多还好,可是一旦事情多了会明显感到运行速度变慢。
中断方式:可以用在对时间和响应速度有要求的场合。
具体有哪些事件会引起中断 可以看
1,中断控制寄存器INTCON
2,外设中断允许寄存器 PIEX 注 : X可以是1 2 3 4.。。。不同型号的单片机数目不同
3,外设中断标志寄存器 PIRX 注: X可以是1 2 3 4.。。。不同型号的单片机数目不同
INTCON 中断控制寄存器讲解:
1开启或关闭 全体的中断功能(GIE)
2开启或关闭全体外设的中断功能(PEIE)外设就是在外设中断允许/标志寄存器里面所写的设备。
3开启一些中断事件。
PIEX 与 PIRX 是相互对应的如:当把PIE1的TMR1IE设置为1 定时器timr1将开启中断。等到TMR1定时器溢出后,则会在PIR1的TMRIF将为1,并且执行中断程序。
实例讲解:
我们把上一讲的《PIC单片机之定时器》中的实例修改成中断方式 实现 每隔 50MS亮起LED,每隔50MS灭掉LED。
/*开发环境MPLAB X IDE 芯片型号PIC16LF1823*/
#include
__CONFIG(FOSC_INTOSCWDTE_OFFPWRTE_ONMCLRE_OFFCP_ONCPD_OFFBOREN_ON
CLKOUTEN_OFFIESO_ONFCMEN_ON);//这个要放到上一行去
__CONFIG(PLLEN_OFFLVP_OFF) ;
#define LED LATA5
void init_fosc(void)
{
OSCCON= 0x68;
}
void init_gpio(void)
{
PORTA = 0;
LATA = 0;
ANSELA = 0;
TRISAbits.TRISA5=0;
}
void init_timer0(void)
{
OPTION_REG=0x87;
}
void interrupt isr(void)//中断程序,interrupt是个关键字说明该函数,是中断函数。
{
LED = ~LED;//改变LED的状态
INTCONbits.TMR0IF=0;//清零中断标志位 如果在离开中断程序前没有清零,程序将不停的中断。
TMR0=61;//给TMR0付初始值61 ,开始下一个50ms计时做准备。
//中断函数结束 返回主函数。哪里来回 回那里去,也就是回到主函数的while(1);处
}
int main(int argc, char** argv)
{
init_fosc();
init_gpio();
init_timer0();
INTCONbits.GIE=1; //开启总中断
INTCONbits.TMR0IF=0;//清零TMR0溢出中断标志位
INTCONbits.TMR0IE=1;//开启TMR0溢出中断
TMR0=61;
while(1);//主函数 在此什么都没做一直在死循环。但等到50ms时间到了TMR0将会溢出,程序就会跳到void interrupt isr(void)处执行。
}
我帮大家理清下中断初始设置大致的步骤
1 ,开启总中断,开启外设中断。INTCONbits.GIE=1; INTCONbits.PEIE=1;其实即使没用到外设开启也无妨。
2 ,清楚相应中断的标志位。如INTCONbits.TMR0IF=0;
3 ,开启相应中断。如INTCONbits.TMR0IE=1;
中断函数/程序 中要注意的就是 清零相应的中断标志位 如INTCONbits.TMR0IF=0; 否则单片机会认为中断未被执行 则一直中断。
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