interrupt 和 using 在C51中斷中的使用

8051 系列 MCU 的基本結(jié)構(gòu)包括：32 個(gè) I/O 口（4 組8 bit 端口）；兩個(gè)16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器；全雙工串行通信；6 個(gè)中斷源（2 個(gè)外部中斷、2 個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷、1 個(gè)串口輸入/輸出中斷），兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；128 字節(jié)內(nèi)置RAM；獨(dú)立的 64K 字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū)。中斷發(fā)生后，MCU 轉(zhuǎn)到 5 個(gè)中斷入口處之一，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)
處理程序。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位于程序代碼段的最低地址處，注意這里的串口輸入/輸出中斷共用一個(gè)中斷向量。8051的中斷向量表如下：
中斷源 中斷向量
---------------------------
上電復(fù)位 0000H
外部中斷0 0003H
定時(shí)器0 溢出 000BH
外部中斷1 0013H
定時(shí)器1 溢出 001BH
串行口中斷 0023H
定時(shí)器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是 C51 的關(guān)鍵字。C51 中斷過程通過使用 interrupt 關(guān)鍵字和中斷號(hào)(0 到 31)來實(shí)現(xiàn)。中斷號(hào)指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號(hào)對(duì)應(yīng)著 8051中斷使能寄存器IE 中的使能位，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：
IE寄存器 C51中的 8051的
的使能位 中斷號(hào) 中斷源
--------------------------------
IE.0 0 外部中斷0
IE.1 1 定時(shí)器0 溢出
IE.2 2 外部中斷1
IE.3 3 定時(shí)器1 溢出
IE.4 4 串口中斷
IE.5 5 定時(shí)器2 溢出

有了這一聲明，編譯器不需理會(huì)寄存器組參數(shù)的使用和對(duì)累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數(shù)據(jù)指針和默認(rèn)的寄存器的保護(hù)。只要在中斷程序中用到，編譯器會(huì)把它們壓棧，在中斷程序結(jié)束時(shí)將他們出棧。C51 支持所有 5 個(gè) 8051 標(biāo)準(zhǔn)中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強(qiáng)型）中多達(dá) 27 個(gè)中斷源。
using 關(guān)鍵字用來指定中斷服務(wù)程序使用的寄存器組。用法是：using 后跟一個(gè)0 到3 的數(shù)，對(duì)應(yīng)著 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，默認(rèn)的工作寄存器組就不會(huì)被壓棧，這將節(jié)省 32 個(gè)處理周期，因?yàn)槿霔：统鰲６夹枰?2 個(gè)處理周期。這一做法的缺點(diǎn)是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個(gè)寄存器組，否則參數(shù)傳遞會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。因此對(duì)于using，在使用中需靈活取舍。

關(guān)于using：
您在文中說明“這一做法的缺點(diǎn)是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個(gè)寄存器組”是不是這個(gè)意思？
舉個(gè)例子來說：
定義一個(gè)函數(shù)
void func(unsigned char i) {
...
if(++i==0x12) {
...
}
...
}
有如下一個(gè)中斷函數(shù)
void int_0(void) interrupt 0 using 1 {
....
}
在默認(rèn)狀態(tài)下，func使用寄存器組0(BANK0)，那么當(dāng)int_0調(diào)用func時(shí)是否存在當(dāng)傳遞參數(shù)時(shí)會(huì)造成參數(shù)傳遞錯(cuò)誤？
謝謝！

如果在中斷服務(wù)函數(shù) ISR 中使用寄存器，那么必須處理好 using 的使用問題：
1、中斷服務(wù)函數(shù)使用 using 指定與主函數(shù)不同的寄存器組（主函數(shù)一般使用 Register bank 0）。
2、中斷優(yōu)先級(jí)相同的ISR 可用 using 指定相同的寄存器組，但優(yōu)先級(jí)不同的 ISR 必須使用不同的寄存器組，在 ISR 中被調(diào)用的函數(shù)也要使用 using 指定與中斷函數(shù)相同的寄存器組。
3、如果不用 using 指定，在 ISR 的入口，C51 默認(rèn)選擇寄存器組0，這相當(dāng)于中斷服務(wù)程序的入口首先執(zhí)行指令：
MOV PSW #0
這點(diǎn)保證了，沒使用 using 指定的高優(yōu)先級(jí)中斷?？梢灾袛嗍褂貌煌募拇嫫鹘M的低優(yōu)先級(jí)中斷。
4、使用 using 關(guān)鍵字給中斷指定寄存器組，這樣直接切換寄存器組而不必進(jìn)行大量的 PUSH 和 POP 操作，可以節(jié)省RAM空間，加速 MCU 執(zhí)行時(shí)間。寄存器組的切換，總的來說比較容易出錯(cuò)，要對(duì)內(nèi)存的使用情況有比較清晰的認(rèn)識(shí)，其正確性要由你自己來保證。特別在程序中有直接地址訪問的時(shí)候， 一定要小心謹(jǐn)慎！至于“什么時(shí)候要用到寄存器組切換”，一種情況是：當(dāng)你試圖讓兩個(gè)（或以上）作業(yè)同時(shí)運(yùn)行，而且它們的現(xiàn)場(chǎng)需要一些隔離的時(shí)候，就會(huì)用上 了。在 ISR 或使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS 中，寄存器非常有用。
寄存器組使用的原則：
1、8051 的最低32 個(gè)字節(jié)分成 4 組 8 寄存器。分別為寄存器R0 到R7。寄存器組由PSW 的低兩位選擇。在 ISR 中，MCU 可以切換到一個(gè)不同的寄存器組。對(duì)寄存器組的訪問不可位尋址，C51 編譯器規(guī)定使用 using 或 禁止中斷的函數(shù)（#pragma disable）均不能返回 bit 類型的值。
2、主程序（main函數(shù)）使用一組，如 bank 0；低中斷優(yōu)先級(jí)的所有中斷均使用第二組，如 bank 1；高中斷優(yōu)先級(jí)的所有中斷均使用再另外一組，如 bank 2。顯然，同級(jí)別的中斷使用同一組寄存器不會(huì)有問題，因?yàn)椴粫?huì)發(fā)生中斷嵌套；而高優(yōu)先級(jí)的中斷則要使用與低優(yōu)先級(jí)中斷不同的一組，因?yàn)橛锌赡艹霈F(xiàn)在低優(yōu)先級(jí)中斷中發(fā)生高優(yōu)先級(jí)中斷的情況。編譯器會(huì)自動(dòng)判斷何時(shí)可使用絕對(duì)寄存器存取。
3、在 ISR 中調(diào)用其它函數(shù)，必須和中斷使用相同的寄存器組。當(dāng)沒用 NOAREGS 命令做明確的聲明，編譯器將使用絕對(duì)寄存器尋址方式訪問函數(shù)選定（即用 using 或 REGISTERBANK 指定）的寄存器組，當(dāng)函數(shù)假定的和實(shí)際所選的寄存器組不同時(shí)，將產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果，從而可能出現(xiàn)參數(shù)傳遞錯(cuò)誤，返回值可能會(huì)在錯(cuò)誤的寄存器組中。
舉一例子：當(dāng)需要在中斷內(nèi)和中斷外調(diào)用同一個(gè)函數(shù)，假定按照程序的流程控制，不會(huì)出現(xiàn)函數(shù)的遞歸調(diào)用現(xiàn)象，這樣的調(diào)用會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問題？若確定不會(huì)發(fā)生重入情況，則有以下兩種情況：
1、如果 ISR 和主程序使用同一寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，若 ISR 沒有使用 using 為其指定寄存器區(qū)，則缺省也使用 BANK 0），則不需其他設(shè)置。
2、如果 ISR 和主程序使用不同的寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，ISR 使用 using 指定了其他 BANK），則被調(diào)用函數(shù)必須放在：
#pragma NOAREGS
#pragma AREGS
控制參數(shù)對(duì)中，指定編譯器不要對(duì)該函數(shù)使用絕對(duì)寄存器尋址方式；或者也可在 Options->C51，選中“Don't use absolute register accesses”，使所有代碼均不使用絕對(duì)寄存器尋址方式（這樣，執(zhí)行效率將稍有降低）。不論以上的哪一種情況，編譯器均會(huì)給出重入警告，需手工更改 OVERLAY 參數(shù)，做重入說明。
3、還有一種辦法：如果被調(diào)用函數(shù)的代碼不是很長，還是將該函數(shù)復(fù)制一份，用不同的函數(shù)名代替，這種情況適合ROM有足夠多余的空間。
因此，對(duì)using關(guān)鍵字的使用，如果沒把握，寧可不用，交給編譯系統(tǒng)自己去處理好了。interrupt xx using y
跟在interrupt 后面的xx 值得是中斷號(hào)，就是說這個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)第幾個(gè)中斷端口，一般在51中
0 外部中斷0
1 定時(shí)器0
2 外部中斷1
3 定時(shí)器1
4 串行中斷
其它的根舉相應(yīng)得單片機(jī)有自己的含義，實(shí)際上c載編譯的時(shí)候就是把你這個(gè)函數(shù)的入口地址方到這個(gè)對(duì)應(yīng)中斷的跳轉(zhuǎn)地址
using y 這個(gè)y是說這個(gè)中斷函數(shù)使用的那個(gè)寄存器組就是51里面一般有4個(gè) r0 -- r7寄存器，如果你的終端函數(shù)和別的程序用的不是同一個(gè)寄存器組則進(jìn)入中斷的時(shí)候就不會(huì)將寄存器組壓入堆棧返回時(shí)也不會(huì)彈出來節(jié)省代碼和時(shí)間一般只有using 0,1,2,3

單片機(jī)中斷響應(yīng)可以分為以下幾個(gè)步驟：1、停止主程序運(yùn)行。當(dāng)前指令執(zhí)行完后立即終止現(xiàn)行程序的運(yùn)行。2、保護(hù)斷點(diǎn)。把程序計(jì)數(shù)器PC 的當(dāng)前值壓入堆棧，保存終止的地址（即斷點(diǎn)地址），以便從中斷服務(wù)程序返回時(shí)能繼續(xù)執(zhí)行該程序，3、尋找中斷入口。根據(jù)5 個(gè)不同的中斷源所產(chǎn)生的中斷，查找5 個(gè)不同的入口地址。4、執(zhí)行中斷處理程序。這就不講了；5、中斷返回。執(zhí)行完中斷處理程序后，就從中斷處返回到主程序，繼續(xù)往下執(zhí)行。
以上工作是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，與編程者無關(guān)，在這5 個(gè)入口地址處存放有中斷處理的程序（這是程序編寫時(shí)放在那兒的，如果沒把中斷處理程序放在那兒可就錯(cuò)了，因?yàn)橹袛喑绦驘o法被執(zhí)行到）。有點(diǎn)復(fù)雜是嗎？沒關(guān)系，繼續(xù)往下看。

五個(gè)中斷源的自然優(yōu)先級(jí)由高到低的排列順序?yàn)橥庵袛?→定時(shí)器0→外中斷1→定時(shí)器1→串口中斷。如果我們不對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，單片機(jī)就按照此順序不斷的循環(huán) 檢查各個(gè)中斷標(biāo)志（就像我們生活中按照習(xí)慣處理事物一樣），但有時(shí)我們需要人工設(shè)置高、低優(yōu)先級(jí)，也就是說由編程者來設(shè)定哪些中斷是高優(yōu)先級(jí)、哪些中斷是 低優(yōu)先級(jí)（當(dāng)然由于只有兩級(jí)，所以必然只有一些中斷處于優(yōu)先級(jí)別，而其他的中斷則處于同一級(jí)別，處于同一級(jí)別的中斷順序就由自然優(yōu)先級(jí)來確定，這一點(diǎn)請(qǐng)大 家務(wù)必搞清楚了）。

既然可以設(shè)定人工優(yōu)先級(jí)，那么它又是如何來設(shè)置的呢？其實(shí)很簡單，我們只要把IP 寄存器的對(duì)應(yīng)位置“1”就可以了，看下面的表：
×××PSPT1PX1PT0PX0
串口T1INT1T0INT0

開機(jī)時(shí)，每個(gè)中斷都處于低優(yōu)先級(jí)，我們可以用指令來對(duì)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行設(shè)置。例如：現(xiàn)在有如下要求，將T0、INT1 設(shè)為高優(yōu)先級(jí)，其它為低優(yōu)先級(jí)，求IP 的值。

IP 的首3 位沒用，可任意取值，設(shè)為000，后面根據(jù)要求寫：00000110，即IP=06H，看下面的表。
× × × PS PT1 PX1 PT0 PX0
00000110