中断处理技术-单片机与嵌入式系统实践

1.中断服务程序的切换

从现行程序切换到中断服务程序，所要解决的关键问题是如何提供服务程序的入口地址，一般来说，有3种可行的方式。

一种是通过软件方式提供服务程序入口，即通常所说的非向量中断方式。CPU响应中断后转入查询程序执行，由查询程序查找中断源，并切换到相应的中断服务程序。

另一种方法是由硬件识别信号找到服务程序入口，即向量中断方式。比较典型的做法是查询中断向量表。CPU响应中断时由硬件直接指向中断向量表，从中断向量表取得相应中断服务程序的入口，转向中断服务程序。

最后一种方法是将前两种方式结合起来，适用于中断源较多的情况。例如当系统同时增加多个中断源时，为了减少硬件开销，可以让这几个中断源作为某一个向量中断源中的子中断源，共用一个入口地址。响应中断时，先采用向量中断方式从中断向量表获得该入口，转入向量中断源的服务程序。再采用非向量中断方式，在服务程序中查询具体的中断源，进而取得中断源所对应的中断服务程序入口，从而转入实质性的中断处理。这样将硬、软手段结合起来，能进一步增强中断系统的处理能力。

一般，嵌入式系统的中断操作多采取第二种利用中断向量的方式。

2.中断优先级判别方法

处理中断请求的判优通常可以通过软件方式或硬件方式来解决。

（1）软件查询方式

用查询方式判优很简单，只需在查询程序中根据查询顺序来确定优先级，在硬件上不作硬性规定。例如某个中断源的状态先被查询，若该中断源已提出了中断请求，那么它就首先被响应，其优先级最高；若该中断源未提请求，则依次查询下一个中断源。先查询哪一个，后查询哪一个，这完全是由程序来决定的。因此可以通过编程，根据需要灵活地改变查询顺序，以便动态调整各个中断源的优先级。

通过程序查询来确定优先顺序，还有一个好处是不需要额外增加硬件判优逻辑，但缺点响应的时间比较长，特别是当中断源较多时，需逐个依次查询。因此对于排在后面的中断源来说，要等待较长时间才能转入相应的中断服务程序。(www.xing528.com)

（2）硬件排队方式

在硬件排队判优逻辑中，各个中断源的优先级由连线固定下来。例如，各个中断源可以通过各自独立的中断请求线向CPU提出中断请求。在这种情况下，可以用每个来自中断源的请求信号封锁它后面的其他请求，组成判优逻辑。

可见在硬件排队线路中，优先顺序已经固定不能更改，但在实际应用中，为了使优先级别较低的请求能够获得响应的机会，往往需要对优先顺序作动态调整。可行的办法是利用屏蔽技术来实现，例如通过CPU送屏蔽字，将某些级别较高的请求屏蔽掉，而让级别较低的请求得到响应，这相当于改变了设备的优先级。

（3）中断控制器方式

目前，在大多数嵌入式处理器或MCU中都存在各种可编程的中断控制器，集中解决中断请求信号的接收、屏蔽、判优和传送等问题。这种中断控制器内包括多个控制寄存器，因而只要对这些寄存器相应位置1或置0，就可以实现中断的有效控制。

3.中断嵌套操作

为了正确实现多重中断嵌套，首先，需要设定嵌套的方式。一般是在中断处理过程中，当有更高优先级的中断请求时，才进行嵌套；而当同级或更低级请求提出时，CPU并不响应，也就无法嵌套。中断嵌套方式可以通过编程设置相应控制寄存器来实现。

其次，在中断服务程序中要先开放中断，才能保证在其后的执行过程中响应新的中断请求。当从所嵌套的服务程序返回原来的服务程序时，又要先关中断，以便恢复原来程序现场，然后再开中断，允许再次嵌套。

还有一点需要说明的是，在中断过程中，如果希望改变原来设定的嵌套顺序，可以在程序中使用有关命令重新设置嵌套方式，或者重写新的屏蔽字，或者在适当的时间发出中断结束命令。