什么是單片機嵌套中斷

　　所謂“中斷”是處理事件的一個“過程”，這一過程一般是由計算機內部或外部某件緊急事件引起并向主機發(fā)出請求處理的信號，主機在允許的情況下響應請求，暫停正在執(zhí)行的程序，保存好“斷點”處的現場，轉去執(zhí)行中斷處理程序，處理完中斷服務程序后自動返回原斷點處，繼續(xù)執(zhí)行原程序，這一處理過程稱為“中斷”。以AT89S52為例，中斷系統(tǒng)含有8個中斷源，共有6個中斷矢量：定時/計數器0、1、2，INT0、INT1和UART。兩級中斷優(yōu)先級，可實現兩級中斷嵌套。用戶可以很方便的通過軟件實現對中斷的控制。既然系統(tǒng)含有8個中斷源，就有可能出現數個中斷源同時提出中斷請求的情況，這樣，設計人員必須事先根據它們的輕重緩急來為每個中斷源確定CPU對其的響應順序。然而，對于中斷優(yōu)先級寄存器IP來說，只可能設定兩級優(yōu)先，即控制位為1時對應的中斷源為高級中斷，反之，控制位為0時對應的為低級中斷。

　　LinkedIn下圖為一聲光報警電路，當按下S1時，蜂鳴器發(fā)音；當按下S2時，停止發(fā)音，但LED發(fā)光。

　　1、利用中斷工作方式編寫完整的單片機匯編語言程序。

　　2、 按鍵S1和S2觸發(fā)的先后順序對此聲光報警電路有什么影響？為什么？

　　1、完整程序：

　　ORG 0000H

　　AJMP MAIN

　　ORG 0003H

　　AJMP EXINT0

　　ORG 0013H

　　AJMP EXINT1

　　ORG 0030H；不能用0000H

　　MAIN： SETB EA

　　SETB EX0

　　SETB EX1

　　SETB IT0

　　SETB IT1

　　AJMP $

　　EXINT0： CLR P1.2

　　RETI

　　EXINT1： SETB P1.2

　　CLR P2.0

　　RETI

　　END

　　2、若先按下S1則蜂鳴器發(fā)音；再按S2蜂鳴器停止發(fā)音，LED發(fā)光。

　　若先按下S2LED發(fā)光，再按S1蜂鳴器發(fā)音的同時LED發(fā)光。

　　能實現中斷嵌套因為外部中斷0、1在執(zhí)行完后都會返回主程序。

　　關于51系列單片機中斷嵌套

　　說最基本的，老的51單片機（80C51系列）有5個中斷源，2個優(yōu)先級，可以實現二級中斷服務嵌套。現在很多擴展的51單片機已經有4個優(yōu)先級（或更多）和更多的中斷源了。

　　在說到中斷之前，我先來定義一下優(yōu)先級，明白了什么是優(yōu)先級，后面的闡述就容易明白了。實際上很多人都是混淆了優(yōu)先級的含義，所以才覺得糊里糊涂。

　　中斷的優(yōu)先級有兩個：查詢優(yōu)先級和執(zhí)行優(yōu)先級。

　　什么是查詢優(yōu)級呢？我們從datasheet或書上看到的默認（IP寄存器不做設置，上電復位后為00H）的優(yōu)先級：

　　外部中斷0 》 定時/計數器0 》 外部中斷1 》 定時/計數器1 》 串行中斷

　　或int0，timer0，int1，timer1，serial port

　　或INT0、T0、INT1、T1、UART

　　或PX0》PT0》PX1》PT1》PS》

　　其實都是查詢優(yōu)級。首先查詢優(yōu)先級是不可以更改和設置的。這是一個中斷優(yōu)先權排隊的問題。是指多個中斷源同時產生中斷信號時，中斷仲裁器選擇對哪個中斷源優(yōu)先處理的順序。而這與是否發(fā)生中斷服務程序的嵌套毫不相干。當CPU查詢各個中斷標志位的時候，會依照上述5個查詢優(yōu)先級順序依次查詢，當數個中斷同時請求的時候，會優(yōu)先查詢到高優(yōu)查詢先級的中斷標志位，但并不代表高查詢優(yōu)先級的中斷可以打斷已經并且正在執(zhí)行的低查詢優(yōu)先級的中斷服務。

　　例如：當計數器0中斷和外部中斷1（按查詢優(yōu)先級，計數器0中斷》外部中斷1）同時到達時，會進入計時器0的中斷服務函數；但是在外部中斷1的中斷服務函數正在服務的情況下，這時候任何中斷都是打斷不了它的，包括邏輯優(yōu)先級比它高的外部中斷0計數器0中斷。

　　而中斷的執(zhí)行優(yōu)先級就是你對IP寄存器的設置了。在2個優(yōu)先級的情況下，某位為1，則相應的中斷源為高優(yōu)先級；為0，則為低優(yōu)先級。

　　關于中斷的優(yōu)先級有三條原則：

　　1、CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應優(yōu)先級最高的中斷請求；

　　2、正在進行的中斷過程不能被新的同級或低行優(yōu)優(yōu)先級的中斷請求所中斷；

　　3、正在進行的低行優(yōu)優(yōu)先級中斷服務，能被高行優(yōu)優(yōu)先級中斷請求中斷；

　　若：同一執(zhí)行優(yōu)先級中的中斷申請不止一個時，則有一個中斷優(yōu)先權排隊問題。同一執(zhí)行優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權排隊，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級形成，優(yōu)先權自高到低的順序即：外部中斷0》定時/計數0》外部中斷1》定時/計數1》串行接口。

　　例如：設置IP = 0x10，即設置串口中斷為最高優(yōu)先級，則串口中斷可以打斷任何其他的中斷服務函數實現嵌套，且只有串口中斷能打斷其他中斷的服務函數。若串口中斷沒有觸發(fā)，則其他幾個中斷之間還是保持邏輯優(yōu)先級，相互之間無法嵌套。

　　關于中斷嵌套。可以這樣說，當一個中斷正在執(zhí)行的時候，如果事先設置了中斷優(yōu)先級寄存器IP，那么當一個更高優(yōu)先級的中斷到來的時候會發(fā)生中斷嵌套，如果沒有設置則不會發(fā)生任何嵌套；如果有同一個優(yōu)先級的中斷觸發(fā)，它并不是在“不斷的申請”，而是將它相應的中斷標志位置即IE寄存器的某位置位，當CPU執(zhí)行完當前中斷之后，按照查詢優(yōu)先級重新去查詢各個中斷標志位，進入相應中斷。

　　要記住，沒有設置IP時，單片機會按照查詢優(yōu)先級（或都說邏輯優(yōu)先級）來排隊進入服務。如果要想讓某個中斷優(yōu)先響應，則要設置IP，更改執(zhí)行優(yōu)先級（或者說物理優(yōu)先級）。要注意的是，當設置了IP后，當低執(zhí)行優(yōu)先級中斷在運行時，如果有高執(zhí)行優(yōu)先級的中斷產生，則會嵌套調用進入高執(zhí)行優(yōu)先級的中斷。如果你是用C語言寫的程序，并在中斷服務時using 了寄存組，要注意，兩個不同執(zhí)行優(yōu)先級的中斷服務程序不要using 同一組寄存器。

　　看兩個問題，如下：

　　1 在各個中斷都是低優(yōu)先級的時候，如果定時器0的溢出進入中斷。在這個中斷處理的過程中，外部中斷0也被觸發(fā)了，那么是不是要發(fā)生中斷嵌套？

　　2 如果定時器0發(fā)生中斷的時候，進入中斷處理程序，這個時候外部中斷1條件觸發(fā)條件滿足了。因為定時器0自然優(yōu)先級比外部中斷1高，那么定時器0的中斷處理程序繼續(xù)執(zhí)行。假設定時器中斷處理程序執(zhí)行的過程中，外部中斷1的觸發(fā)。條件消失了，那么等定時器0的中斷處理完后，程序還是會進入外部中斷1處理程序嗎？

　　答案1：在IP事先設置了外部中斷0的優(yōu)先級的情況下，CUP會中止定時器0的中斷服務，進入外部中斷0服務程序，執(zhí)行完以后再回到定時器0中斷服務程序。否則不會。

　　答案2：肯定會進入中斷的；外部中斷1的觸發(fā)條件滿足后會置位外部1的中斷標志，即使后來外部中斷1的觸發(fā)條件消失了，也不會清除已置位的中斷標志，所以等定時器0的中斷處理完后，程序判斷外部中斷的中斷標志為1后依然會進入外部中斷1處理程序的，只有在外部中斷1處理程序中執(zhí)行reti指令才會硬件清除外部中斷1的中斷標志（這也正是為什么中斷返回使用reti指令而不可以用ret替換的原因）