MSP430F1121(下面簡稱F1121)是TI公司新近推出的一款廉價(jià)的20引腳低功耗16位Flash單片機(jī),。它所具備的多種中斷功能使其應(yīng)用靈活,,并適用于各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
不過,,我們在應(yīng)用開發(fā)中發(fā)現(xiàn),,廠家提供的技術(shù)文件雖然不少,但是對有關(guān)中斷的說明卻不那么詳盡,,這就給應(yīng)用開發(fā)造成了諸多不便,。為此,我們專門用程序進(jìn)行了一些試驗(yàn),,并從中明確了一些問題,。在這里,我們就把這些問題說明一下,,供大家參考,。
在說明這些問題之前,有必要先來看一下F1121的中斷,,如表1所列,。
表1 F1121中斷
F1121的各個(gè)中斷都有對應(yīng)的中斷向量和中斷優(yōu)先級(jí),通常被分為三類:系統(tǒng)復(fù)位,、(非)屏蔽中斷和可屏蔽中斷,。此外,F(xiàn)1121的各中斷又分單源中斷和多源中斷,,對應(yīng)的中斷標(biāo)志稱為單源中斷標(biāo)志和多源中斷標(biāo)志,。
一、 系統(tǒng)復(fù)位
從形式上講,,可以把系統(tǒng)復(fù)位看成一種中斷,,但這是一種特殊的中斷,雖然它也有中斷向量(復(fù)位向量)和中斷優(yōu)先級(jí),,但與通常意義的中斷有明顯的區(qū)別:系統(tǒng)復(fù)位導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài),,并迫使程序從頭開始運(yùn)行。
1. 導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位的情況及POR和PUC信號(hào)
有4種情況能夠?qū)е孪到y(tǒng)復(fù)位,,并且產(chǎn)生POR(Power-On Reset)和PUC(Power-Up Clear)信號(hào):
· 上電復(fù)位——產(chǎn)生POR和PUC,;
· RST復(fù)位(外部復(fù)位信號(hào)復(fù)位)——產(chǎn)生POR和PUC;
· 看門狗中斷——僅產(chǎn)生PUC;
· 關(guān)鍵碼錯(cuò)誤中斷——僅產(chǎn)生PUC,。
POR和PUC都是系統(tǒng)復(fù)位時(shí)產(chǎn)生的芯片內(nèi)部信號(hào),,負(fù)責(zé)對寄存器進(jìn)行初始化。在F1121提供的技術(shù)文件中,,由PUC信號(hào)負(fù)責(zé)初始化的那些寄存器位,,其初始狀態(tài)用“0”和“1”來表示,而由POR信號(hào)負(fù)責(zé)的,,用“(0)”和“(1)”來表示,。例如,圖1所示的BCSCTL1寄存器,,高4 位由POR負(fù)責(zé),,低4位由PUC負(fù)責(zé)。
不同的系統(tǒng)復(fù)位情況產(chǎn)生不同的PUC和POR,,因而產(chǎn)生不同的系統(tǒng)初始化結(jié)果,。例如,對于BCSCTL1寄存器,,不管是什么原因造成了系統(tǒng)復(fù)位,,其低4位都將回到初始狀態(tài)上;高4位只有在上電復(fù)位和RST復(fù)位這兩種情況下才會(huì)回到初始狀態(tài),,而在其他情況下(除非芯片掉電)其狀態(tài)保持不變,。
2. 看門狗中斷標(biāo)志W(wǎng)DTIFG
看門狗定時(shí)器有兩種工作方式,且都使用中斷標(biāo)志W(wǎng)DTIFG,,但它們的表現(xiàn)卻有明顯的區(qū)別,。在看門狗工作方式下(產(chǎn)生導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位的看門狗中斷),其表現(xiàn)為:當(dāng)發(fā)生看門狗中斷而導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位時(shí),,WDTIFG將置“1”(其他復(fù)位情況下為“0”),。這時(shí)的WDTIFG不能自動(dòng)清“0”,只有等待軟件(程序指令)將其清“0”,。不過即使不清“0”(無論WDTIFG是“1”還是“0”),,也不會(huì)影響程序的運(yùn)行,而且也不會(huì)妨礙再次產(chǎn)生看門狗中斷,。實(shí)際上,,這時(shí)的WDTIFG僅僅是標(biāo)記一下是否產(chǎn)生了看門狗中斷的作用,以便區(qū)分系統(tǒng)復(fù)位的原因,。另一個(gè)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位的關(guān)鍵碼錯(cuò)誤中斷的中斷標(biāo)志KEYV 的情況也是如此,。
另外,,中斷使能位WDTIE對看門狗中斷不起任何作用,。
二、 中斷
中斷分為可屏蔽中斷和非屏蔽中斷,區(qū)分它們的惟一準(zhǔn)則是GIE(可屏蔽中斷使能總控制位)能否禁止其中斷,。凡是能被GIE禁止的就是可屏蔽中斷,,不能被禁止的就是非屏蔽中斷。
但是在F1121中,,真正的非屏蔽中斷只有看門狗中斷和關(guān)鍵碼錯(cuò)誤中斷,。這兩種中斷卻不是普通意義的中斷,因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位,。除此之外,,還有三種中斷屬于非屏蔽中斷的范疇,但它們卻不是真正的非屏蔽中斷,,因?yàn)樗鼈兏髯远加凶约旱闹袛嗍鼓芸刂莆?,這些中斷使能控制位能夠屏蔽它們的中斷。所以,,對這三種中斷用“(非)屏蔽中斷”來表示,。
1. 中斷標(biāo)志
無論可屏蔽中斷還是(非)屏蔽中斷都有自己的中斷標(biāo)志,其共同特點(diǎn)是:① 中斷標(biāo)志的狀態(tài)與該中斷源能否產(chǎn)生中斷無關(guān),?;蛘哒f,不管是否允許其中斷,,只要滿足了中斷的條件,,中斷標(biāo)志就會(huì)置“1”。另外,,也可以用軟件將中斷標(biāo)志置 “1”或清“0”,。② 中斷源就是通過中斷標(biāo)志請求中斷的(當(dāng)允許其中斷時(shí))。下面以(看門狗)定時(shí)器中斷(不同于看門狗中斷,,它產(chǎn)生可屏蔽中斷,,中斷向量為FFF4h,中斷優(yōu)先級(jí)是10)為例進(jìn)行說明,。
· 在允許其中斷的情況下,,無論什么原因,只要WDTIFG置“1”就會(huì)產(chǎn)生中斷,。例如,,定時(shí)器溢出(這時(shí)WDTIFG置“1”)會(huì)產(chǎn)生中斷,用軟件強(qiáng)行將WDTIFG置“1”也會(huì)產(chǎn)生中斷,。
· 如果在中斷被禁止的情況下WDTIFG已經(jīng)置“1”,,那么一旦允許,它就會(huì)產(chǎn)生中斷,。
· 如果在中斷被禁止的情況下WDTIFG已經(jīng)置“1”,,但是,假如在允許它中斷之前將其清“0”,那么,,即使允許,,它也不會(huì)產(chǎn)生中斷。
中斷標(biāo)志分為兩種——單源中斷標(biāo)志和多源中斷標(biāo)志,,它們有不同的特性,。
(1) 單源中斷標(biāo)志
如果一個(gè)中斷向量(也就是中斷處理程序)只對應(yīng)惟一的一個(gè)中斷源,,那么,,這個(gè)中斷就被稱為單源中斷,其中斷標(biāo)志就是單源中斷標(biāo)志,。例如,,(看門狗)定時(shí)器中斷的WDTIFG、比較器A中斷的CAIFG和定時(shí)器A中斷的CCIFG0都是單源中斷標(biāo)志,。
單源中斷標(biāo)志的特性是:當(dāng)單源中斷被響應(yīng)時(shí),,其單源中斷標(biāo)志將會(huì)自動(dòng)清“0”。
但須注意,,如果在中斷處理過程中(中斷返回之前)這個(gè)單源中斷標(biāo)志又重新被置“1”,,那么,它就不會(huì)自動(dòng)清“0”了,,只有用軟件才能將其清“0”,。
(2) 多源中斷標(biāo)志
如果一個(gè)中斷向量對應(yīng)于多個(gè)中斷源(即多個(gè)中斷共用一個(gè)中斷處理程序),,那么這些中斷都稱為多源中斷,,對應(yīng)的各個(gè)中斷標(biāo)志都是多源中斷標(biāo)志。例如,,三個(gè)(非)屏蔽中斷的NMIIFG,、OFIFG、ACCVIFG以及定時(shí)器A中斷的CCIFG1,、CCIFG2,、 TAIFG和P1及P2口的所有中斷標(biāo)志都是多源中斷標(biāo)志。
多源中斷標(biāo)志的特性是:當(dāng)多源中斷被響應(yīng)時(shí),,多源中斷標(biāo)志不能自動(dòng)清“0”,,只能用軟件才能將其清“0”。因此,,一定不要忘記在中斷返回之前將多源中斷標(biāo)志清“0”,;否則,當(dāng)中斷返回后,,這個(gè)沒有被清“0”的中斷標(biāo)志馬上就會(huì)再次請求中斷,。
2. (非)屏蔽中斷
一共有三個(gè)(非)屏蔽中斷:NMI中斷,、振蕩器故障中斷和Flash讀寫錯(cuò)誤中斷。它們不受GIE狀態(tài)的影響,,但各自都有中斷使能位:NMIIE,、OFIE和ACCVIE,,只有當(dāng)中斷使能位被置位后,,才能允許對應(yīng)的中斷源產(chǎn)生中斷。
注意:對這三個(gè)(非)屏蔽中斷來說,,只要響應(yīng)了其中的一個(gè)中斷,,所有這三個(gè)中斷使能位就會(huì)全部自動(dòng)復(fù)位,而且一直保持在復(fù)位狀態(tài)上,,即使中斷返回后它們也不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)為先前的狀態(tài),,所以,需要用軟件才能將它們重新置位,。另外須注意的是,,這三個(gè)中斷都是多源中斷。
3. 可屏蔽中斷和GIE
能夠被GIE禁止的中斷都是可屏蔽中斷,,其中有的是單源中斷(單源中斷標(biāo)志),,有的是多源中斷(多源中斷標(biāo)志)。所有這些中斷都有各自的中斷使能位,,只有當(dāng)中斷使能位被置位并且GIE置位后,,才能允許對應(yīng)的中斷源產(chǎn)生中斷。除了系統(tǒng)復(fù)位或者用軟件進(jìn)行改寫之外,,其他任何情況(包括中斷響應(yīng)或中斷返回等)都不會(huì)對這些中斷使能位的狀態(tài)產(chǎn)生影響,。
GIE是可屏蔽中斷使能總控制位,當(dāng)它復(fù)位時(shí)禁止所有可屏蔽中斷源請求中斷,,當(dāng)它置位時(shí)才有可能允許它們請求中斷(能否允許還取決于它們各自的中斷使能位的狀態(tài)),。
注意:當(dāng)響應(yīng)了任何一個(gè)中斷時(shí),包括可屏蔽中斷和(非)屏蔽中斷,,GIE將會(huì)自動(dòng)復(fù)位,;當(dāng)中斷返回時(shí)它又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)為中斷前的狀態(tài)(除非在中斷處理期間改寫了保存在堆棧中的GIE的內(nèi)容)。
如果在中斷處理期間用軟件將已經(jīng)復(fù)位的GIE重新置位,,這時(shí)就可以形成可屏蔽中斷嵌套,。
4. 中斷優(yōu)先級(jí)
F1121的中斷優(yōu)先級(jí)與其他微處理器中的概念略有不同:它只對同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷的情況有效(級(jí)別高的中斷優(yōu)先被響應(yīng)),而對中斷嵌套的情況沒有任何限制,。
5. 中斷嵌套
如果在處理某一中斷期間又響應(yīng)了其他中斷請求,,這時(shí)就會(huì)形成中斷嵌套。中斷嵌套時(shí),,前一中斷處理過程被暫停,,當(dāng)后一中斷被處理完之后才會(huì)繼續(xù)處理前一中斷,。
注意:只有在中斷處理期間將GIE重新置位,可屏蔽中斷才能夠嵌入到這個(gè)中斷的處理之中,;但(非)屏蔽中斷卻不受此限制,,它們可以隨時(shí)嵌入到任何處理之中(如果允許其中斷的話)。另外,,F(xiàn)1121的中斷嵌套不受中斷優(yōu)先級(jí)的任何限制,。也就是說,高級(jí)別中斷可以嵌入到低級(jí)別中斷的處理過程中,;反過來,,低級(jí)別中斷也可以嵌入到高級(jí)別的中斷處理過程中,甚至可以形成自身嵌套,。這些情況對(非)屏蔽中斷也不例外,。因此,在使用F1121時(shí)須特別注意這一點(diǎn),,即使不是有意使用中斷嵌套,,也必須考慮這一問題,因?yàn)檫@時(shí)仍會(huì)存在發(fā)生中斷嵌套的可能,,而且,,如果嵌套會(huì)影響中斷的某一(些)狀態(tài)的話,就有可能造成系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤,。