C51中斷中的使用 中斷優先順序 interrupt 和 using
阿新 • • 發佈：2019-01-31
8051 系列 MCU 的基本結構包括：32 個 I/O 口（4 組8 bit 埠）；兩個16 位定時計數器；全雙工序列通訊；6 箇中斷源（2 個外部中斷、2 個定時/計數器中斷、1 個串列埠輸入/輸出中斷），兩級中斷優先順序；128 位元組內建RAM；獨立的 64K 位元組可定址資料和程式碼區。中斷髮生後，MCU
轉到 5 箇中斷入口處之一，然後執行相應的中斷服務
處理程式。中斷程式的入口地址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位於程式程式碼段的最低地址處，注意這裡的串列埠輸入/輸出中斷共用一箇中斷向量。8051的中斷向量表如下：
中斷源 中斷向量
---------------------------
上電覆位 0000H
外部中斷0 0003H
定時器0 溢位 000BH
外部中斷1 0013H
定時器1 溢位 001BH
序列口中斷 0023H
定時器2 溢位 002BH
interrupt 和 using 都是 C51 的關鍵字。C51 中斷過程通過使用 interrupt 關鍵字和中斷號(0 到 31)來實現。中斷號指明編譯器中斷程式的入口地址中斷序號對應著 8051中斷使能暫存器IE 中的使能位，對應關係如下：
IE暫存器 C51中的 8051的
的使能位 中斷號 中斷源
--------------------------------
IE.0 0 外部中斷0
IE.1 1 定時器0 溢位
IE.2 2 外部中斷1
IE.3 3 定時器1 溢位
IE.4 4 串列埠中斷
IE.5 5 定時器2 溢位
有了這一宣告，編譯器不需理會暫存器組引數的使用和對累加器A、狀態暫存器、暫存器B、資料指標和預設的暫存器的保護。只要在中斷程式中用到，編譯器會把它們壓棧，在中斷程式結束時將他們出棧。C51 支援所有 5 個 8051 標準中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強型）中多達 27 箇中斷源。
using 關鍵字用來指定中斷服務程式使用的暫存器組。用法是：using 後跟一個0 到3 的數，對應著 4 組工作暫存器。一旦指定工作暫存器組，預設的工作暫存器組就不會被壓棧，這將節省 32 個處理週期，因為入棧和出棧都需要 2 個處理週期。這一做法的缺點是所有呼叫中斷的過程都必須使用指定的同一個暫存器組，否則引數傳遞會發生錯誤。因此對於using，在使用中需靈活取捨。
關於using：
您在文中說明“這一做法的缺點是所有呼叫中斷的過程都必須使用指定的同一個暫存器組”是不是這個意思？
舉個例子來說：
定義一個函式
void func(unsigned char i) {
...
if(++i==0x12) {
...
}
...
}
有如下一個中斷函式
void int_0(void) interrupt 0 using 1 {
....
}
在預設狀態下，func使用暫存器組0(BANK0)，那麼當int_0呼叫func時是否存在當傳遞引數時會造成引數傳遞錯誤？
謝謝！
如果在中斷服務函式 ISR 中使用暫存器，那麼必須處理好 using 的使用問題：
1、中斷服務函式使用 using 指定與主函式不同的暫存器組（主函式一般使用 Register bank 0）。
2、中斷優先順序相同的ISR 可用 using 指定相同的暫存器組，但優先順序不同的 ISR 必須使用不同的暫存器組，在 ISR 中被呼叫的函式也要使用 using 指定與中斷函式相同的暫存器組。
3、如果不用 using 指定，在 ISR 的入口，C51 預設選擇暫存器組0，這相當於中斷服務程式的入口首先執行指令：
MOV PSW #0
這點保證了，沒使用 using 指定的高優先順序中斷。可以中斷使用不同的暫存器組的低優先順序中斷。
4、使用 using 關鍵字給中斷指定暫存器組，這樣直接切換暫存器組而不必進行大量的 PUSH 和 POP 操作，可以節省RAM空間，加速 MCU 執行時間。暫存器組的切換，總的來說比較容易出錯，要對記憶體的使用情況有比較清晰的認識，其正確性要由你自己來保證。特別在程式中有直接地址訪問的時候，一定要小心謹慎！至於“什麼時候要用到暫存器組切換”，一種情況是：當你試圖讓兩個（或以上）作業同時執行，而且它們的現場需要一些隔離的時候，就會用上了。在 ISR 或使用實時作業系統RTOS 中，暫存器非常有用。
暫存器組使用的原則：
1、8051 的最低32 個位元組分成 4 組 8 暫存器。分別為暫存器R0 到R7。暫存器組由PSW 的低兩位選擇。在 ISR 中，MCU 可以切換到一個不同的暫存器組。對暫存器組的訪問不可位定址，C51 編譯器規定使用 using 或 禁止中斷的函式（#pragma disable）均不能返回 bit 型別的值。
2、主程式（main函式）使用一組，如 bank 0；低中斷優先順序的所有中斷均使用第二組，如 bank 1；高中斷優先順序的所有中斷均使用再另外一組，如 bank 2。顯然，同級別的中斷使用同一組暫存器不會有問題，因為不會發生中斷巢狀；而高優先順序的中斷則要使用與低優先順序中斷不同的一組，因為有可能出現在低優先順序中斷中發生高優先順序中斷的情況。編譯器會自動判斷何時可使用絕對暫存器存取。
3、在 ISR 中呼叫其它函式，必須和中斷使用相同的暫存器組。當沒用 NOAREGS 命令做明確的宣告，編譯器將使用絕對暫存器定址方式訪問函式選定（即用 using 或 REGISTERBANK 指定）的暫存器組，當函式假定的和實際所選的暫存器組不同時，將產生不可預知的結果，從而可能出現引數傳遞錯誤，返回值可能會在錯誤的暫存器組中。
舉一例子：當需要在中斷內和中斷外呼叫同一個函式，假定按照程式的流程控制，不會出現函式的遞迴呼叫現象，這樣的呼叫會不會出現問題？若確定不會發生重入情況，則有以下兩種情況：
1、如果 ISR 和主程式使用同一暫存器組（主程式預設使用BANK 0，若 ISR 沒有使用 using 為其指定暫存器區，則預設也使用 BANK 0），則不需其他設定。
2、如果 ISR 和主程式使用不同的暫存器組（主程式預設使用BANK 0，ISR 使用 using 指定了其他 BANK），則被呼叫函式必須放在：
#pragma NOAREGS
#pragma AREGS
控制引數對中，指定編譯器不要對該函式使用絕對暫存器定址方式；或者也可在 Options->C51，選中“Don't use absolute register accesses”，使所有程式碼均不使用絕對暫存器定址方式（這樣，執行效率將稍有降低）。不論以上的哪一種情況，編譯器均會給出重入警告，需手工更改 OVERLAY 引數，做重入說明。
3、還有一種辦法：如果被呼叫函式的程式碼不是很長，還是將該函式複製一份，用不同的函式名代替，這種情況適合ROM有足夠多餘的空間。
因此，對using關鍵字的使用，如果沒把握，寧可不用，交給編譯系統自己去處理好了。
interrupt xx using y
跟在interrupt 後面的xx 值得是中斷號，就是說這個函式對應第幾個中斷埠，一般在51中
0 外部中斷0
1 定時器0
2 外部中斷1
3 定時器1
4 序列中斷
其它的根舉相應得微控制器有自己的含義，實際上c載編譯的時候就是把你這個函式的入口地址方到這個對應中斷的跳轉地址
using y 這個y是說這個中斷函式使用的那個暫存器組就是51裡面一般有4個 r0 -- r7暫存器，如果你的終端函式和別的程式用的不是同一個暫存器組則進入中斷的時候就不會將暫存器組壓入堆疊返回時也不會彈出來節省程式碼和時間
處理程式。中斷程式的入口地址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位於程式程式碼段的最低地址處，注意這裡的串列埠輸入/輸出中斷共用一箇中斷向量。8051的中斷向量表如下：
中斷源 中斷向量
---------------------------
上電覆位 0000H
外部中斷0 0003H
定時器0 溢位 000BH
外部中斷1 0013H
定時器1 溢位 001BH
序列口中斷 0023H
定時器2 溢位 002BH
interrupt 和 using 都是 C51 的關鍵字。C51 中斷過程通過使用 interrupt 關鍵字和中斷號(0 到 31)來實現。中斷號指明編譯器中斷程式的入口地址中斷序號對應著 8051中斷使能暫存器IE 中的使能位，對應關係如下：
IE暫存器 C51中的 8051的
的使能位 中斷號 中斷源
--------------------------------
IE.0 0 外部中斷0
IE.1 1 定時器0 溢位
IE.2 2 外部中斷1
IE.3 3 定時器1 溢位
IE.4 4 串列埠中斷
IE.5 5 定時器2 溢位
有了這一宣告，編譯器不需理會暫存器組引數的使用和對累加器A、狀態暫存器、暫存器B、資料指標和預設的暫存器的保護。只要在中斷程式中用到，編譯器會把它們壓棧，在中斷程式結束時將他們出棧。C51 支援所有 5 個 8051 標準中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強型）中多達 27 箇中斷源。
using 關鍵字用來指定中斷服務程式使用的暫存器組。用法是：using 後跟一個0 到3 的數，對應著 4 組工作暫存器。一旦指定工作暫存器組，預設的工作暫存器組就不會被壓棧，這將節省 32 個處理週期，因為入棧和出棧都需要 2 個處理週期。這一做法的缺點是所有呼叫中斷的過程都必須使用指定的同一個暫存器組，否則引數傳遞會發生錯誤。因此對於using，在使用中需靈活取捨。
關於using：
您在文中說明“這一做法的缺點是所有呼叫中斷的過程都必須使用指定的同一個暫存器組”是不是這個意思？
舉個例子來說：
定義一個函式
void func(unsigned char i) {
...
if(++i==0x12) {
...
}
...
}
有如下一個中斷函式
void int_0(void) interrupt 0 using 1 {
....
}
在預設狀態下，func使用暫存器組0(BANK0)，那麼當int_0呼叫func時是否存在當傳遞引數時會造成引數傳遞錯誤？
謝謝！
如果在中斷服務函式 ISR 中使用暫存器，那麼必須處理好 using 的使用問題：
1、中斷服務函式使用 using 指定與主函式不同的暫存器組（主函式一般使用 Register bank 0）。
2、中斷優先順序相同的ISR 可用 using 指定相同的暫存器組，但優先順序不同的 ISR 必須使用不同的暫存器組，在 ISR 中被呼叫的函式也要使用 using 指定與中斷函式相同的暫存器組。
3、如果不用 using 指定，在 ISR 的入口，C51 預設選擇暫存器組0，這相當於中斷服務程式的入口首先執行指令：
MOV PSW #0
這點保證了，沒使用 using 指定的高優先順序中斷。可以中斷使用不同的暫存器組的低優先順序中斷。
4、使用 using 關鍵字給中斷指定暫存器組，這樣直接切換暫存器組而不必進行大量的 PUSH 和 POP 操作，可以節省RAM空間，加速 MCU 執行時間。暫存器組的切換，總的來說比較容易出錯，要對記憶體的使用情況有比較清晰的認識，其正確性要由你自己來保證。特別在程式中有直接地址訪問的時候，一定要小心謹慎！至於“什麼時候要用到暫存器組切換”，一種情況是：當你試圖讓兩個（或以上）作業同時執行，而且它們的現場需要一些隔離的時候，就會用上了。在 ISR 或使用實時作業系統RTOS 中，暫存器非常有用。
暫存器組使用的原則：
1、8051 的最低32 個位元組分成 4 組 8 暫存器。分別為暫存器R0 到R7。暫存器組由PSW 的低兩位選擇。在 ISR 中，MCU 可以切換到一個不同的暫存器組。對暫存器組的訪問不可位定址，C51 編譯器規定使用 using 或 禁止中斷的函式（#pragma disable）均不能返回 bit 型別的值。
2、主程式（main函式）使用一組，如 bank 0；低中斷優先順序的所有中斷均使用第二組，如 bank 1；高中斷優先順序的所有中斷均使用再另外一組，如 bank 2。顯然，同級別的中斷使用同一組暫存器不會有問題，因為不會發生中斷巢狀；而高優先順序的中斷則要使用與低優先順序中斷不同的一組，因為有可能出現在低優先順序中斷中發生高優先順序中斷的情況。編譯器會自動判斷何時可使用絕對暫存器存取。
3、在 ISR 中呼叫其它函式，必須和中斷使用相同的暫存器組。當沒用 NOAREGS 命令做明確的宣告，編譯器將使用絕對暫存器定址方式訪問函式選定（即用 using 或 REGISTERBANK 指定）的暫存器組，當函式假定的和實際所選的暫存器組不同時，將產生不可預知的結果，從而可能出現引數傳遞錯誤，返回值可能會在錯誤的暫存器組中。
舉一例子：當需要在中斷內和中斷外呼叫同一個函式，假定按照程式的流程控制，不會出現函式的遞迴呼叫現象，這樣的呼叫會不會出現問題？若確定不會發生重入情況，則有以下兩種情況：
1、如果 ISR 和主程式使用同一暫存器組（主程式預設使用BANK 0，若 ISR 沒有使用 using 為其指定暫存器區，則預設也使用 BANK 0），則不需其他設定。
2、如果 ISR 和主程式使用不同的暫存器組（主程式預設使用BANK 0，ISR 使用 using 指定了其他 BANK），則被呼叫函式必須放在：
#pragma NOAREGS
#pragma AREGS
控制引數對中，指定編譯器不要對該函式使用絕對暫存器定址方式；或者也可在 Options->C51，選中“Don't use absolute register accesses”，使所有程式碼均不使用絕對暫存器定址方式（這樣，執行效率將稍有降低）。不論以上的哪一種情況，編譯器均會給出重入警告，需手工更改 OVERLAY 引數，做重入說明。
3、還有一種辦法：如果被呼叫函式的程式碼不是很長，還是將該函式複製一份，用不同的函式名代替，這種情況適合ROM有足夠多餘的空間。
因此，對using關鍵字的使用，如果沒把握，寧可不用，交給編譯系統自己去處理好了。
interrupt xx using y
跟在interrupt 後面的xx 值得是中斷號，就是說這個函式對應第幾個中斷埠，一般在51中
0 外部中斷0
1 定時器0
2 外部中斷1
3 定時器1
4 序列中斷
其它的根舉相應得微控制器有自己的含義，實際上c載編譯的時候就是把你這個函式的入口地址方到這個對應中斷的跳轉地址
using y 這個y是說這個中斷函式使用的那個暫存器組就是51裡面一般有4個 r0 -- r7暫存器，如果你的終端函式和別的程式用的不是同一個暫存器組則進入中斷的時候就不會將暫存器組壓入堆疊返回時也不會彈出來節省程式碼和時間