2020年02月05日 | 关于MSP430中断机制

中断很大程度上体现了一款单片机的性能，从这一点将MSP430在中断方面做得很不错，主要是提供了非常丰富的中断源，基本的有IO中断，定时器中断和一些接口中断（SPI，UART，I2C）等等。

现在我就谈谈关于MSP430中断的一些特性，主要是在项目经历中感觉比较有用的问题，跟大家分享下。

第一，MSP430中断的优先级。
MSP430支持中断优先级，但是优先级的高低怎么获知呢？它的用手手册上有个很有意思的说法，我原文引用过来“The nearer a module is to the CPU/NMIRS, the higher the priority”，翻译过来就是说离CPU/NMIRS越近，优先级就越高。那我们怎么知道那个模块离CPU近啊，看datasheet给的框图？总觉得这不可能让一个做电子的人放心，比如框图在中距CPU一样进，那怎么区分呢？所以我们有另外一个更可靠的办法，IAR为每一款型号的430都提供了对应的头问题，只靠看中断向量地址就可以知道了。430的中断向量表从地址值0xFFC0开始至0XFFFF结束，一共有32个表项（每个中断向量对应2byte），0XFFCO对应的中断向量的优先级是最顶的，0XFFFE对应的中断向量的优先级是最高的，也就是从0xFFCO开始至0xFFFF,32个中断优先级由低至高。这样就很容易弄清楚各中断的优先级了。

第二，MSP430中断的响应过程。
首先，当然是中断发生对应的标志为置1。这个时候的过程我详述下，其实是翻译的用户手册但是还是了解下好。
1.CPU会执行完当期的指令。
2.指向下一条指令的PC被压栈。
3.状态寄存器SR压栈。
4.选择最好优先级的中断进行服务。
5.单源中断的中断标志位会被自动清零，这个地方需要小心下P1，P2这样的中断标志位不会自动清零，因为P1、P2的IO中断属于多源中断，就是说P1或者P2的8个IO对应到了一个中断向量上，单片机知道是P1或者P2发生了中断，无论是P1的哪一个IO发生的都会指向P1的中断向量，P2也是一样的，所以需要在代码中手动清零。6.状态寄存器SR被清零，将会终止任何低功耗状态，并且全局中断使能被关闭（GIE）。这个地方与51很是有些不同，430响应了中断后会关闭全局中断使能，不会响应任何其他的中断包括优先级高的，就是说默认状态下是没有中断嵌套的，若用到中断嵌套的话需要使用_EINT（）打开全局中断。
7.中断向量被装载到PC，开始执行中断服务函数。


以上是整个中断的接收过程，比较重要的地方我用彩色字体标出了。

中断返回就相对简单些，中断服务函数会由RETI这条指令返回，SR被弹出，单片机恢复到中断前的状态，PC也被弹出，继续执行指令。


第三，开中断和中断服务函数。
这个是让我在项目中纠结过的地方，也请各位小心。
MSP430一旦开了外设的中断，比如SPI的接收中断。
在SPI的接收中断被使能，单片机一旦发现SPI接收标志置位，就会装载中断向量，但是我们如果没有用到SPI的接收中断，会怎样呢？由于没用到，所有就没有写SPI接收中断的服务函数，此时中断向量里指向中断服务函数地址值是啥？是全0。CPU从0-01FFh取指令，只会发生一件事。PUC，上电清零。接着PC会装载0xFFFE中断向量的内容，也就是复位向量，程序会跳转到给IAR我们做的启动代码。程序再往下执行会执行到我们编写的代码的main()的第一句。这样悲剧就诞生了，荡机了！！！！


所以我在这希望初学430的朋友对于中断，未使用的就不要使能。使能的就一定要写中断服务函数，哪怕是空函数！

1.中断嵌套，优先级 

430总中断的控制位是状态寄存器内的GIE位（该位在SR寄存器内），该位在复位状态下，所有的可屏蔽中断都不会发生响应。可屏蔽中断又分为单中断源和多中断源的。单中断源的一般响应了中断服务程序中断标志位就自动清零，而多中断源的则要求查询某个寄存器后中断标志位才会清零。由于大多数人接触的第一款单片机通常是51，51单片机CPU在响应低优先级的中断程序过程中若有更高优先级的中断发生，单片机就会去执行高优先级，这个过程已经产生了中断嵌套。而430单片机则不同，如果在响应低优先级中断服务程序的时候，即使来了更高优先级的中断服务请求，430也会置之不理，直至低优先级中断服务程序执行完毕，才会去响应高优先级中断。这是因为430在响应中断程序的时候，总中断GIE是复位状态的，如果要产生类似51的中断嵌套，只能在中断函数内再次置位GIE位。 

2.定时器TA 
TimerA有2个中断向量。TIMERA0,TIMERA1 
TIMERA0只针对CCR0的计数溢出 
TIMERA1再查询TAIV后可知道是CCR1,还是CCR2，亦或TAIFG引起的，至于TAIFG是什么情况下置位的，则要看TA工作的模式 
具体看用户手册。还有一点TA本身有PWM输出功能，无须借用中断功能。在这个问题上经常出现应用弯路的是如何结合TA和AD实行定时采样的问题，很多人都是在TA中断里打开AD这样来做。这是不适宜的，因为430 的ADC10，ADC12（SD16不熟悉，没发言权）模块均有脉冲采样模式和扩展采样模式。只要选择AD是由TA触发采样，然后把TA设置成PWM输出模式，当然输出PWM波的都是特殊功能脚，但是在这里它是不需要输出的，所以引脚设置不必理会。值得关心的就是PWM的频率，也就是你AD的采样率。 

3.看门狗复位 
看门狗有2种工作模式：定时器 ，看门狗 
定时器工作模式下WDTIFG在响应中断服务程序有标志位自动复位，而在看门狗模式下，该标志位只能软件清零。但是怎么判断复位是由于WDT工作在看门狗模式下的定时溢出引起的，还是看门狗写密钥错误引起的呢？……………………………… 
答案是没有方法，至少我没见过有什么方法，也没见过周边的人有什么方法。若有人知道方法谢谢分享。 

4.经常有人会问这个语句的MOV.B  #LPM0,0(SP)的作用。假如你在进入中断函数之前，430是在LPM0下待机，若要求执行完中断函数之后进入LPM3待机，在中断函数里写MOV.B  #LPM3,SR是无效的。因为在进入中断时430会把PC,SR压栈，（ SR内保存着低功耗模式的设置）即使你写了MOV.B  #LPM3,SR，在退出中断出栈时SR会被重新设置成低功耗0，要达到这样的目的，只能更改堆栈内SR的设置：MOV.B  #LPM0,0(SP)。 

5中断向量： 
430的中断向量是FFE0H—FFFFH,一共32个字节也就是FLASH的最后一段，430的FLASH有大有小，但是最后地址肯定是FFFFH（大FLASH超过64K的除外）所以它们的起始地址是不一样的，而一般IAR默认编译都是把程序放在FLASH开始的位置（不包括信息段）。 

有个值得弄清楚的问题是：什么是中断向量？中断向量实际就是保存中断函数入口地址的存储单元空间。就像FFFEH+FFFFH这2个字节是复位中断向量，那么它存储的就是主函数在FLASH内的起始地址，假如主函数保存在以0x1100为起始地址的FLASH块内 ，那么你会发现FFFFH 内保存的是0x11, FFFE内保存的是0x00.其他什么TimerA,ADC12,所有的都一样。只是你每次写的程序长短不一，中断函数放的位置不一样。IAR编译器都会给你定好，然后在你用JTAG烧写程序的时候，把这个地址，烧写到相应的中断向量。因为中断函数所处地址可以由用户自定义，也可以让IAR自动编译，所以这个地址除了源代码开发人员知道，其他人是不知道的，BSL就是应用这32个字节的中断向量内的内容的特殊性设置的密码。但是有几个东西在430是不变的，就是触发中断的条件满足后，它到哪个地方去寻址中断服务函数的入口地址，是TI 在做430时就固化好，定死的。比方说上电复位的时候，它知道去FFFE,FFFF单元找地址，而不去FFE0,FFE2找地址，这个映射关系是430固化不变的。可有的时候你就是需要改变“中断向量”，这怎么办？430FLASH程序自升级里有时就会碰到这个问题，方法是在430原来默认的中断向量表内做一个跳转操作，同样以上电复位为例: 
ORG  0x2345 
PowerReset: mov.w  &0xFCFE，PC 
………………………… 
………………………… 
ORG  0xFFFE 
DW   PowerReset 
这样的话0xFCFE就相当是0xFFFE的映射了。这个在430程序自升级的TI应用报告里就有。