9s12单片机-第六章 中断系统

对I位进行 了操作，I = 0
6.4可屏蔽中断（I位）
图6.6 清除中断标志位处理逻辑
a 中断C 中断B 中断A b 运行 运行 等待 等待 运行 运行 cd e f
高优先级
低优先级 主程序 运行 等待 等待 等待 等待 时间节点： a：B中断发生，打断主程序响应B中断。 b：中断C请求，响应中断C，B中断挂起。 c：中断C结束，回到中断B。 d：中断A请求，响应中断A，B中断再次挂起。 e：中断A结束，再次回到中断B。 f：中断B结束，主程序继续执行。
6.4 嵌套的处理
中断嵌套： 中断嵌套是指中断本身被另一个中断所打断，就像中 断打断正常程序流程一样。 中断优先级和中断嵌套这两者之间没有必然联系，切 不可以为优先级高的中断可以打断优先级低的中断。
6.4可屏蔽中断（I位）
（局部中断的使能问题）----了解即可
1、即中断n正在处理，而中断池中出现了中断源n。 2、任何一个中断源在其所属的硬件模块都有一个当地的中断使能 位和中断标志位。 3、该中断标志位的作用同全局中断标志位I，但是只对这一个中 断有效。 4、中断使能后，中断事件引发中断响应。此时中断标志位置1， 我们必须在中断响应程序中将该标志位清零，否则该中断时间 的再次发生将不会导致中断申请。 5、如果我们在该中断服务程序的入口处立即将该中断标志清零， 那么该中断有可能再次发生并申请中断处理 6、如果在中断结尾处将该标志清零，那么即使该中断时间再次发 生也无法申请处理，也就无法在上一个中断处理结束时出现在 中断池中。
没有对I位 进行操作， I=1
高优先级
6.4可屏蔽中断（I位）
图6.5 默认的处理逻辑
a 中断C 中断B 中断A b c 等待 运行 等待 等待 运行 d 运行 e f
低优先级 主程序 运行
等待
等待 等待
运行
中断优先级C最高，其次是B和A，时间节点： a：B中断发生，打断主程序响应B中断。 b：中断C请求，不响应。 c：中断A请求，不响应。 d：中断B结束，响应中断C。 e：中断C结束，响应中断A。 f：中断A结束，主程序继续执行。
（4）时钟监控复位 当系统时钟频率低于某个预设置值或停止工作 时，将触发时钟监控复位。 当上述事件触发复位时，S12单片机在程序计数 器中放置一个复位向量，处理器执行启动例程。
6.2.2、其他异常
(1) 软件中断 软件中断实质上是一条指令，但其执行过程与中断相同。 我们可以称之为没有中断源的中断，或是人为指令触发的中 断。
None None
X标志位 None
5软件中断 6XIRQ中断 7 I位可屏蔽中断
1、2、3 None 1、2、3 1、2、3、4、7 I标志位
6.4可屏蔽中断（I位）
当多个 I 位可屏蔽中断同时请求处理时，中断优先级较 高者将被首先执行。
中断源1 中断源2 中断源3
……
I=0 I=1
中断池
如图所示为一个开源节流的中断池。响应中断的条件 是中断池中有中断源以及I=0。此时中断优先级较高的 中断将会被处理，同时将I=1，关闭出口。
6.2.4、异常处理
以中断程序的执行过程辅助说明
(1)每一个异常都有一个异常向量（中断向量），该 向量其实就是连续的两个内存单元，这两个内存单 元的存储值就是异常服务程序代码的起始地址。
(2)所有的中断向量存放在内存空间的$FFFF— $FF00处，称为中断向量表。S12的CPU理论上一 共可以处理128条异常。
(2) 非法指令陷阱 CPU正常工作时，每次获得的都是由汇编或编译程序生 成的有效操作码，CPU能够正确解释并执行它们，但当受到 干扰或系统出现混乱时，可能得到无法识别的操作码，即非 法指令，这时将产生中断。
6.2.3、中断
• 上述异常发生时，CPU必需响应。但中断却例外， 有效利用的一种异常，有很多中断事件。 • 中断可以屏蔽，CCR的X、I位是相应中断的屏蔽 位。 • 只有在X、I为0时相应的中断才可以被响应。
YH: YL RTNH: RTNL
引发中断
CPU
执行
… … 中断服务代码
中断处理过程： ① 中断响应 ②获取中断向量 ③找到子程序入口 ④相关寄存器入栈 ⑤执行中断程序 ⑥相关寄存器出栈。 ⑦返回正常程序
$FF00
… … … … … … … 指向
$FFXX
AdddrH AdddrL … …
中断向量
获取
———
X
I I
None / BFRIER (XSYNIE)
INTCR (IRQEN) CRGINT (RTIE)
—
$F2 $F0
XIRQ
———
IRQ
实时中断
$FFEE，$FFEF
$FFEC，$FFED $FFEA，$FFEB $FFE8，$FFE9
捕捉定时通道0
捕捉定时通道1 捕捉定时通道2 捕捉定时通道3
6.5中断向量表
向量地址 $FFE0，$FFE1 中断源 捕捉定时通道7 CCR I 局部使能位 TIE (C7I) HPRIO $E0
$FFDE，$FFDF
$FFDC，$FFDD $FFDA，$FFDB $FFD8，$FFD9
捕捉定时溢出
脉冲累加器A溢出 脉冲累加器边沿输入 SPI0
I
I I I
$FFFF
6.3中断优先级与中断嵌套源自中断打断中断中断优先级：当多个中断等待执行时，中断优先级决定哪一个中断首先
被执行。 中断优先级顺序： ① RESET引脚和上电复位 ② 时钟监视复位 ③ COP复位 ④指令陷阱和软件中断 ⑤ X位中断 ⑥ I 位可屏蔽中断
6.3中断优先级与中断嵌套
表6.1 默认嵌套机制 异常类型 可以被谁打断 1上电与外部复位 None 1 2时钟监视复位 3 COP复位 4指令陷阱 1、2 1、2、3 屏蔽标志 None
中断
其他
X位可屏蔽
I位可屏蔽
1.软件中断 2.指令陷阱
XIRQ中断
1.IRQ 2.实时中断 3.输入捕捉 4.AD 5.SCI ……
6.2.1、复位
四种事件可以触发系统复位： （1）上电复位 S12的VDD引脚上的一个正向变化将触发上电复 位，这意味着当给S12上电时，它以一个已知的、 确定的设置启动。 （2）外部复位 S12配备一个标记为RESET的低电平有效复位引 脚，当该引脚电压为低电平时，触发复位。
6.4可屏蔽中断（I位）
需要注意的是，通过HPRIO设定的优先级并不表示当出 现中断嵌套时，高优先级中断可以中止低优先级中断的服务 程序执行，而转向高优先级中断的服务程序运行。这里高优 先级作用只有当多个中断源同时请求中断时才能体现，这时 S12单片机将首先响应高优先级的中断，低优先级的中断不 会得到响应。
$FFFA，$FFFB $FFF8，$FFF9 $FFF6，$FFF7
时钟监控复位
COP复位 非法指令陷阱 软件中断指令
None
None None None
COPCTL (CME, FCME)
COP rate select None None
—
— — —
$FFF4，$FFF5
$FFF2，$FFF3 $FFF0，$FFF1
6.5中断向量表
• S12采用一套特殊的机制实现对异常（中断） 的处理，在0xFF80～0xFFFF地址空间设置 了一个向量表，每个向量表对应一种异常的 处理程序的地址。向量表中每个向量为16位， 占用2个字节空间，所有S12最大可有64个中 断向量。
6.5中断向量表
• S12处理器在进行中断响应时，依据中断信号 的来源在中断向量表中对应位置取得中断向 量的16位中断服务程序入口地址，进而以此 地址转到相应的中断服务程序。
• 中断定义：是指CPU在正常执行程序过程中，由于
内部/外部事件，CPU暂时中断当前程序的运行， 转而执行由内部/外部事件引起的中断服务子程序。 在中断服务子程序执行完毕后，CPU再重新回来执 行当前的程序；
定义
• 单片机为什么引入中断系统机制
• 首先想想生活中中断的处理机制及方法
• 与查询的概念相对应；中断是用以提高计算机工 作效率的一种重要机制和技术；
6.2.4、异常处理
(3)、当异常发生时，CPU选择相应异常的中断向量， 获取该向量中的地址信息，转而执行该地址所指向 的代码。
(4)、还有一件很重要的事，就是中断服务代码执行 前和执行后都该如何处理。
6.2.4、异常处理
(5)、异常处理流程
CPU需要返回到正常的代码流程，可是刚才执行到哪 了呢？书签的寓意就是保存上下文，即执行中断代码前需 要将当前的CPU寄存器：A、B、X、Y、CCR以及当前程 序代码的位置PC（地址）进行入栈（Push）保存。
6.5中断向量表
• S12中断向量表的首地址固定在0xFF80不变， 其内容由用户在程序设计阶段给定，一般不 能在运行时更改。表6.1列出了S12中断向量 表的分配情况。
6.5中断向量表
向量地址 $FFFE，$FFFF 中断源 复位 CCR None 局部使能位 None HPRIO —
$FFFC，$FFFD
6.2.3 、中断
1、X位可屏蔽中断 • 当X标志位为0且XIRQ引脚被拉成低电平，MCU 将响应该中断。 • 软件指令只能将X标志位清零，不能将X标志位置1。 • 不能人为屏蔽，只能开启中断。 • 所以将 XIRQ中断称为不可屏蔽中断。
6.2.3 、中断
2、I位可屏蔽中断 • 当I标志位为0，中断发生时，MCU执行完当前指 令后，将响应该中断。 • 将I标志位置1，关闭所有中断。 • 通常情况下：中断程序内，开始将I置1，服务代码 执行完毕后通过RTI指令将该标志位清零。
中断代码执行完毕后，通过RTI指令（Return from interrupt），将PC等信息弹出（Pull）。这样CPU重新获得 了正常执行代码的地址，进而继续之前的正常流程。