2018年12月18日 | 关于如何利用Keil C实现51单片机中断功能

直接访问寄存器和端口

 定义

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 关键字之后，会自动生成中断向量

        在 ISR中不能 与其他 "后台循环代码"(the background loop code) 共享局部变量，因为连接器会复用 在RAM中这些变量的位置 ，所以它们会有不同的意义，这取决于当前使用的不同的函数复用变量对RAM有限的51来讲很重要。所以，这些函数希望按照一定的顺序执行 而不被中断。

void timer0_int(void) interrupt 1 using 2
{
 unsigned char temp1;
 unsigned char temp2;
 executable C statements;
}

        "interrupt"声明表向量生成在(8*n＋3)，这里，n就是interrupt参数后的那个数字这里,在08H的代码区域 生成LJMP timer0_int这样一条指令。

        "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-criticalroutines. Note that interrupts of the same priority can share a register bank, since there is no risk that they will interrupt each other.

        "using" 告诉编译器 在进入中断处理器 去切换寄存器的bank。这个"contet"切换是为中断处理程序的局部变量提供一个新鲜的寄存器bank最快的方式。对时序要求严格的程序，是首选的stack寄存器（保存寄存器到stack)方式。

        注意：同样优先级别的中断可以共享寄存器bank，因为他们每次将中断没有危险。

        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的中断函数原型中使用using 1, 寄存器的pushing将被MOV to PSW切换寄存器bank 所替换。

       不幸的是，当一个中断入口被加速时。用在入口的 直接寄存器寻址将失败。这是因为 C51没有告诉 寄存器bank已经改变。如果不工作的寄存器将被使用，如果没有其他函数被调用，优化器.....

        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.

        逻辑上，一个中断服务程序，不能传递参数进去，也不可返回值。当中断发生时，编译器插入的代码被运行，它将累加器，B，DPTR和PSW（程序状态字）入栈。最后，在退出中断程序时，预先存储在栈中 被恢复。最后的"}"结束符号将插入RETI到中断程序的最后，为了用 Keil C语言创建一个中断服务程序（ISR），利用 interrupt 关键词和正确的中断号声明一个static void函数。Keil C编译器自动生成中断向量，以及中断程序的进口、出口代码。Interrupt 函数属性标志着该函数为ISR。可用using属性指定ISR使用哪一个寄存器区，这是可选的。有效的寄存器区范围为1到3。

中断源的矢量位置

中断源               Keil中断编号           矢量地址
最高优先级                 6                     0x0033
外部中断０                 0                     0x0003
定时器0溢出               1                     0x000B
外部中断１                 2                     0x0013
定时器1溢出               3                     0x001B
串口                           4                     0x0023
定时器2溢出               5                     0x002B
DMA                           7                     0x003B
硬件断点                    8                     0x0043
JTAG                         9                     0x004B
软件断点                   10                     0x0053

监视定时器               12                     0x0063

1.函数在调用前定义与在调用后定义产生的代码是有很大差别的（特别是在优化级别大于3级时）。（本人也不太清楚为什么，大概因为在调用前定义则调用函数已经知道被调用函数对寄存器的使用情况，则可对函数本身进行优化；而在调用后进行定义则函数不知被调用函数对寄存器的使用情况，它默认被调用函数对寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）都已经改变，因此不在这些寄存器中存入有效的数据）

2.函数调用函数时除在堆栈中存入返回地址之外，不在堆栈中保存其它任何寄存器。（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的内容。（除非被调用函数使用了using特性）

3.中断函数是一个例外，它会计算自身及它所调用的函数对寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的改变，并保存相应它认为被改变了的寄存器。

4.使用C写程序时，尽量少使用using n (n=0,1,2,3)特性。（这个特性在本人使用的过程中存在一些问题，不知算不算是一个小bug）

        默认keil c51中的函数使用的是0寄存器组，当中断函数使用using n时，n = 1,2,3或许是对的，但n=0时，程序就已经存在了bug（只有中断函数及其所调用的函数并没有改变R0 ---- R7的值时，这个bug不会表现出来）

        一个结论是，在中断函数中如果使用了using n，则中断不再保存R0----R7的值。由此可以推论出，一个高优先级的中断函数及一个低优先级的中断函数同时使用了using n，（n = 0,1,2,3）当n相同时，这个存在的bug 是多么的隐蔽。（这恰是使人想象不到的）

        使用不同寄存器组的函数（特殊情况外）不能相互调用"using"关键字告诉编译器切换register bank

        如果中断程序不重要，using关键字能忽略。如果一个函数被从中断程序调用，而此中断强制使用using，当编译一个被调用的函数时，编译器必须告诉它
1)在函数前 必须用伪指令
#pragma NOAREGS

在进入函数
#pragma RESTORE
或者
#pragmas AREGS

这样就不会使用 "绝对地址定位"

2）#pragma REGISTERBANK(n)

用这个指定告诉当前使用的bank

用NOAREGS指令 移除 MOV R7,AR7

中断服务例程

void timer0_int(void) interrupt 1 using 1

{ 

 unsigned char temp1 ;  
 unsigned char temp2 ;  
}

被调用的函数

#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

        如果中断服务例程使用了using，被中断服务例程 调用的函数一定要REGISTERBANK(n)，一个被ISR调用的函数也可能被后台程序调用为了函数"reentrant（可重入8051 系列MCU的基本结构包括：32 个I/O 口（4 组8 bit 端口）；两个16 位定时计数器；全双工串行通信；6 个中断源（2 个外部中断、2 个定时/计数器中断、1 个串口输入/输出中断），两级中断优先级；128 字节内置RAM；独立的 64K 字节可寻址数据和代码区。中断发生后，MCU 转到5个中断入口处之一，然后执行相应的中断服务处理程序。中断程序的入口地址被编译器放在中断向量中，中断向量位于程序代码段的最低地址处，注意这里的串口输入/输出中断共用一个中断向量。8051的中断向量表如下：
中断源 中断向量
---------------------------
上电复位          0000H
外部中断0        0003H
定时器0 溢出   000BH
外部中断1        0013H
定时器1 溢出   001BH
串行口中断       0023H
定时器2 溢出    002BH

        interrupt 和 using 都是C5 的关键字。C51中断过程通过使用interrupt关键字和中断号(0 到 31)来实现。中断号指明编译器中断程序的入口地址中断序号对应着8051中断使能寄存器IE 中的使能位，对应关系如下：
IE寄存器 C51中的 8051的
的使能位 中断号 中断源
--------------------------------
IE.0 0 外部中断0
IE.1 1 定时器0 溢出
IE.2 2 外部中断1
IE.3 3 定时器1 溢出
IE.4 4 串口中断
IE.5 5 定时器2 溢出

        有了这一声明，编译器不需理会寄存器组参数的使用和对累加器A、状态寄存器、寄存器B、数据指针和默认的寄存器的保护。只要在中断程序中用到，编译器会把它们压栈，在中断程序结束时将他们出栈。C51 支持所有 5 个 8051 标准中断从 0 到 4 和在 8051 系列（增强型）中多达 27 个中断源。
        using 关键字用来指定中断服务程序使用的寄存器组。用法是：using 后跟一个0 到3 的数，对应着 4 组工作寄存器。一旦指定工作寄存器组，默认的工作寄存器组就不会被压栈，这将节省 32 个处理周期，因为入栈和出栈都需要 2 个处理周期。这一做法的缺点是所有调用中断的过程都必须使用指定的同一个寄存器组，否则参数传递会发生错误。因此对于using，在使用中需灵活取舍。