AVR复位和中断处理及中断嵌套【转载】

时间:2022-10-30 14:35:48

AVR复位和中断处理及中断嵌套【转载】

                             ----------------非常感谢原作者,谢谢。

AVR提供了几种不同的中断源。这些中断和复位向量在程序存储器空间内都有自己单独的程序向量。所有中断都被分配一个私有的使能位,要想使能某一中断,就要向其使能位写入逻辑1,而且要把状态寄存器中的全局中断使能位置1。

    程序存储器空间最低的一些地址,被默认定义为复位和中断向量。完整的向量列表见“中断”部分。该列表也决定了不同中断的优先级。地址越小,优先级越高。RESET具有最高的优先级,其次是INT0——外部中断请求0。详细讨论见“中断”部分。

    当某个中断产生时,全局中断使能位I被清零,所有中断都被禁止。用户程序可以向I位写入1,以实现中断嵌套。所有已使能的中断就可以中断当前的中断程序。当从中断指令——RETI——的执行返回时,I位被自动置位。

    基本上有两种类型的中断。第一种是由事件触发的,把中断标志置位。对于这些中断,程序计数器被引导到实际的中断向量,以执行中断处理程序,同时硬件把相应的中断标志清除。通过向要清除的标志位位置写一个逻辑1,也可以被清除中断标志。如果中断使能位被清除后,相应的中断条件发生时,中断标志将被设置,而后保持到中断被使能为止,或者由软件把标志清除。类似地,如果在全局中断使能位被清除后,一个或多个中断条件产生时,相应的中断标志将被设置,并保持到全局中断使能位被设置为止,然后按优先级顺序执行。

    第二种中断,只要中断条件存在,就会被触发。这些中断没有必要具有中断标志。如果中断条件在中断被使能前消失,那么中断将不被触发。

    当AVR从一个中断中退出时,它一般会返回主程序,并且执行再执行一条指令后,才会响应后续的中断。

    注意,当进入中断程序时状态寄存器不会自动保存,当从中断程序返回时,它也不会自动恢复。这必须由用户软件来完成。

    当使用CLI指令禁能中断时,中断将立即被禁能。当CLI指令执行后,将没有中断再被执行,即使中断在CLI执行的同时发生。下例所示为怎样使用CLI指令来避免在定时的EEPROM写时序期间避免产生中断。

 汇编代码例子
  in      r16, SREG              ; 保存SREG值 
  cli            ; 在定时程序中禁能中断
  sbi    EECR, EEMWE    ; 开始写入EEPROM
  sbi    EECR, EEWE
  out    SREG, R16            ; 恢复SREG值(I位)
C代码例子
  char    cSREG;
  cSREG = SREG;     /* 保存SREG值*/ 
  /* 在定时程序中禁能中断 */
  _CLI ();
  EECR  |= (1<
  EECR  |= (1<
  SREG  =  cSREG;                /* 恢复SREG值(I位) */

当使用SEI指令来使能中断时,紧跟在SEI后面的指令将在任何后续的中断前被执行,示例如下。

 汇编代码例子
 sei     ; 置位全局中断使能
 sleep ; 进入休眠,等待中断
 ; 注意:将在任意中断前进入休眠
 C代码例子
   _SEI();         /* 置位全局中断使能
   _SLEEP();  /* 进入休眠,等待中断 */
  /* 注意:将在任意中断前进入休眠 */

中断响应时间

   对于所有使能的AVR中断,中断执行响应最少为四个时钟周期。在四个时钟周期之后,实际中断处理程序的向量地址被执行。在这四个时钟周期内,程序指针(PC)被压入堆栈。该失量正常为一到中断程序的跳转,并且该跳转花费三个时钟周期。如果中断发生在一个多周期指令的执行期间,在中断被响应前,该指令要执行完毕。如果当MCU在休眠模式中有中断产生,那么该中断响应时间要再增加四个时钟周期。这是由于从选择的睡眠模式中唤醒需要启动时间。

    从中断处理程序返回需要四个时钟周期。在这四个时钟周期内,程序指针(两个字节)从堆栈中被弹出,堆栈指针加2,SREG的I位被置位。


   这篇文章是我对AVR单片机中断的总结。因为在设计中遇到了这个问题(我频繁地使用了定时中断,并且使用了串口中断(一次)),凭着调试出现的现象以及我的经验,我觉得定时器出现了自身嵌套的情况。这在51单片机中是根本不可能出现的。于是我到网上寻求帮助。在QQ群里问过很多人,有些不知道,有些嗤之以鼻,说太简单了,追问之下,才不屑一顾地说标志位要等执行完中断程序才清除的,只能执行高优先级中断。我觉得他们是错的,但是他们在群里都是AVR的牛人了,我用AVR才不到6个月,跟他们争辩没有结果(也许他们没有遇到过我这种情况,实时性要求并不是很高,所以没有注意到这个问题)。我想到了佟老师(《AVR单片机与GCC编程》的作者,网名芯艺),于是向他咨询了这个问题,下面是他的回答:


中断嵌套的问题
请问进入中断服务程序后,中断标志位(非全局标志位)会立刻清零吗?还是等中断服务程序执行完了才自动清零?中断可不可以自己嵌套自己?
芯艺:
一般数据手册中写着"进入中断服务程序之后该标志自动清零".说明一进入中断程序硬件自动清除标记志. 关于第二个问题,主页上已贴出一篇文章,请参考!

文章:中断可不可以自己嵌套自己

  下面是我做的一个串口接收中断自已嵌套自己的例子.

#include <avr/io.h>
#include <stdint.h>
#include <avr/interrupt.h>

//初始化
void uart_init(void)
{
  UBRRH=0;
  UBRRL=47;//9600 7.3728MHz  
  UCSRB=_BV(RXEN)|_BV(TXEN)|_BV(RXCIE);
}

//串行口写一字节
void uart_putc(uint8_t c)
{
  loop_until_bit_is_set(UCSRA,UDRE);
  UDR=c;
}

//串口接收中断
//void USART_RXC_vect(void) __attribute__((interrupt,__INTR_ATTRS));
//void USART_RXC_vect(void) //ISR(USART_RXC_vect)
ISR(USART_RXC_vect)
{
  uint8_t g=UDR;
  uart_putc(g);
  sei();
  while(1);
}

int main(void)
{
  uart_init();
  sei();
  while(1);
  return 0;
}

结果显示,可多(取决于堆栈)次返回发送的数据.
说明,中断是可以自己嵌套自己的.

在此我非常感佟老师的无私帮助。同时也希望我们广大的技术人员要有严谨的工作态度,以及宽大为怀、助人为乐的胸襟。也衷心地祝愿同仁们事业蒸蒸日上。


中断响应后由硬件自动清零全局中断,任何中断都无法响应,在执行完中断程序后,全局中断打开.如果需要中断嵌套,则在中断程序里软件添加打开全局中断.就可以响应任何中断(包括比本中断优先级低的中断).以至可以中断自己嵌套自己(例如中断时间是每隔100ms一次,而中断执行时间是1s.那样中断就自己嵌套自己,程序就混乱了).中断响应后,全局中断被屏蔽,如果还有中断进入,那么无论优先级高低都无法响应,但响应的中断标志位置位,当中断执行完毕后,总中断打开,接着执行未响应的中断.