C語言在8051微控制器上的擴充套件（interrupt、using關鍵字的用法）
C語言在8051微控制器上的擴充套件（interrupt、using關鍵字的用法）
直接訪問暫存器和埠
定義
sfr P0 0x80
sfr P1 0x81
sfr ADCON; 0xDE
sbit EA 0x9F
操作
ADCON = 0x08 ;
P1
= 0xFF ;
io_status = P0 ;
EA
= 1 ;
在使用了interrupt 1 關鍵字之後，會自動生成中斷向量
在 ISR中不能與其他 "後臺迴圈程式碼"(the background loop code) 共享
因為聯結器會複用在RAM中這些變數的位置，所以它們會有不同的意義，這取決於當前使用的不同的函式
複用變數對 RAM有限的51來將很重要。所以，這些函式希望按照一定的順序執行而不被中斷。
timer0_int() interrupt 1 using 2
{
unsigned char temp1 ;
unsigned char temp2 ;
executable C statements ;
}
"interrupt"宣告表示向量生成在 (8*n＋3)，這裡，n就是interrupt引數後的那個數字這裡,在08H的程式碼區域生成 LJMP timer0_int
"using" tells the compiler to switch register banks on entry to an interrupt routine. This "context" switch is the fastest way of providing a fresh registerbank for an interrupt routine's local data and is to be preferred to stacking registers for very time-critical routines. Note that interrupts of the same priority can share a register bank, since there is no risk that they will interrupt each other.
'using' 告訴編譯器在進入中斷處理器去切換暫存器的bank。這個"contet"切換是為中斷處理程式的區域性變數提供一個新鮮的暫存器bank 最快的方式。對時序要求嚴格的程式，是首選的 stack暫存器（儲存暫存器到stack)方式。
注意：同樣優先級別的中斷可以共享暫存器bank，因為他們每次將中斷沒有危險
If a USING 1 is added to the timer1 interrupt function prototype, the pushing
of registers is replaced by a simple MOV to PSW to switch registerbanks.
Unfortunately, while the interrupt entry is speeded up, the direct register
addressing used on entry to sys_interp fails. This is because C51 has not yet
been told that the registerbank has been changed. If no working registers are
used and no other function is called, the optimizer eliminiates teh code to
switch register banks.
如果在timer1 的中斷函式原型中使用USING 1, 暫存器的pushing將被 MOV to
PSW 切換暫存器bank 所替換。
不幸的是，當一箇中斷入口被加速時。用在入口的直接暫存器定址將失敗。這是因為 C51沒有告訴暫存器bank已經改變。如果不工作的暫存器將被使用，如果沒有其他函式被呼叫，優化器.....
Logically, with an interrupt routine, parameters cannot be passed to it or returned. When the interrupt occurs, compiler-inserted code is run which pushes the accumulator, B,DPTR and the PSW (program status word) onto the stack. Finally, on exiting the interrupt routine, the items previously stored on the stack are restored and the closing "}" causes a RETI to be used rather than a normal RET.
邏輯上，一箇中斷服務程式，不能傳遞引數進去，也不可返回值。當中斷髮生時，編譯器插入的程式碼被執行，它將累加器，B，DPTR和PSW（程式狀態字）入棧。最後，在退出中斷程式時，預先儲存在棧中被恢復。最後的"}"結束符號將插入 RETI到中斷程式的最後，為了用 Keil‘C’語言建立一箇中斷服務程式（ISR），利用 interrupt 關鍵詞和正確的中斷號宣告一個 static void 函式。Keil‘C’編譯器自動生成中斷向量，以及中斷程式的進口、出口程式碼。Interrupt 函式屬性標誌著該函式為 ISR。可用 using 屬性指定ISR使用哪一個暫存器區，這是可選的。有效的暫存器區範圍為1到3。
中斷源的向量位置
中斷源 Keil中斷編號向量地址最高優先順序 6 0x0033
外部中斷0 0 0x0003
定時器0溢位 1 0x000B
外部中斷1 2 0x0013
定時器1溢位 3 0x001B
串列埠 4 0x0023
定時器2溢位 5 0x002B
DMA 7 0x003B
硬體斷點 8 0x0043
JTAG 9 0x004B
軟體斷點 10 0x0053
監視定時器 12 0x0063
1.
函式在呼叫前定義與在呼叫後定義產生的程式碼是有很大差別的（特別是在優化級別大於3級時）。（本人也不太清楚為什麼，大概因為在呼叫前定義則呼叫函式已經知道被呼叫函式對暫存器的使用情況，則可對函式本身進行優化；而在呼叫後進行定義則函式不知被呼叫函式對暫存器的使用情況，它預設被呼叫函式對暫存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）都已經改變，因此不在這些暫存器中存入有效的資料）
2.
函式呼叫函式時除在堆疊中存入返回地址之外，不在堆疊中儲存其它任何暫存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的內容。（除非被呼叫函式使用了using特性）
3.
中斷函式是一個例外，它會計算自身及它所呼叫的函式對暫存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的改變，並儲存相應它認為被改變了的暫存器。
4.
使用C寫程式時，儘量少使用using n
(n=0,1,2,3)特性。（這個特性在本人使用的過程中存在一些問題，不知算不算是一個小bug）
預設keil c51中的函式使用的是0暫存器組，當中斷函式使用using n時，n = 1,2,3或許是對的，但n=0時，程式就已經存在了bug（只有中斷函式及其所呼叫的函式並沒有改變R0 ---- R7的值時，這個bug不會表現出來））
一個結論是，在中斷函式中如果使用了using n，則中斷不再儲存R0----R7的值。
由此可以推論出，一個高優先順序的中斷函式及一個低優先順序的中斷函式同時使用了using n，（n = 0,1,2,3）當n相同時，這個存在的bug 是多麼的隱蔽。（這恰是使人想象不到的）
使用不同暫存器組的函式（特殊情況外）不能相互呼叫
using"關鍵字告訴編譯器切換 register bank
如果中斷程式不重要，using關鍵字能忽略。如果一個函式被從中斷程式呼叫，而此中斷強制使用using
當編譯一個被呼叫的函式時，編譯器必須告訴它
1)
在函式前必須用偽指令
#pragma NOAREGS
在進入函式
#pragma RESTORE
或者
#pragmas AREGS
這樣就不會使用 "絕對地址定位"
2）
#pragma REGISTERBANK(n)
用這個指定告訴當前使用的 bank
用NOAREGS指令移除 MOV R7,AR7
中斷服務例程
timer0_int() interrupt 1 USING 1 {
unsigned char temp1 ;
unsigned char temp2 ;
}
被呼叫的函式
#pragma SAVE //
Rember current registerbank
#pragma REGISTERBANK(1) // Tel C51 base address of
current registerbank.
void func(char x) { // Called from interrupt routine
// with "using1"
}
#pragma RESTORE // Put back to original registerbank
如果中斷服務例程使用了 USING，被中斷服務例程呼叫的函式一定要
REGISTERBANK(n)
一個被ISR呼叫的函式也可能被後臺程式呼叫
為了函式
"reentrant"（可重入）
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。
(2008-06-26 14:12:36)