什么是時鐘中斷時鐘中斷的舉例
在單片機(jī)程序設(shè)計中，設(shè)置一個好的時鐘中斷，將能使一個CPU發(fā)揮兩個CPU的功效，大大方便和簡化程序的編制，提高系統(tǒng)的效率與可操作性。那么你對時鐘中斷了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是時鐘中斷的內(nèi)容，希望大家喜歡!
時鐘中斷的電路
一種時鐘中斷檢測電路，包括：對輸入時鐘以不同分度值進(jìn)行分頻并輸出多個分頻時鐘的分頻器電路;對輸入時鐘和多個分頻時鐘進(jìn)行“與”操作的“與”電路;將具有最大分度值的分頻時鐘反相的反相器;對輸入時鐘中其余分頻時鐘和反相器輸出進(jìn)行“與”操作的“與”電路;第一和第二開關(guān)，具有被提供以各個“與”電路輸出的控制端，控制第一和第二電容器放電路徑的開/關(guān);第一和第二波形形成緩沖器電路，被提供以第一和第二電容器的端電壓;根據(jù)延遲電路中使反相器輸出延遲預(yù)定時間長度所得的選擇控制信號選擇第一和第二波形形成緩沖器電路的一個輸出的選擇電路。其通過單輸入時鐘系統(tǒng)使時鐘中斷能被檢測，集成更容易，并使時鐘中斷時間能精確地檢測。
時鐘中斷的舉例
定時器初值與中斷周期 時鐘中斷無需過于頻繁，一般取20mS(50Hz)即可。如需要百分之一秒的時基信號，可取10mS(100Hz)。這里取20mS，用定時器T0工作于16位定時器方式(方式1)。T0的工作方式為：每過一個機(jī)器周期自動加1，當(dāng)計滿0FFFFh，要溢出時，便會產(chǎn)生中斷，并由硬件設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位供軟件查詢。即中斷時比啟動時經(jīng)過了N+1個機(jī)器周期。所以，我們只要在T0中預(yù)先存入一個比滿值0FFFFh小N的數(shù)，然后啟動定時器，便會在N個機(jī)器周期后產(chǎn)生中斷。這個值便是所謂的“初值”。下面計算我們需要的初值：時鐘為6MHz，12個時鐘周期為一個機(jī)器周期，20mS中有10000個機(jī)器周期。(10000)10=(2710)16，則0FFFFh-2710h+1=0D8F0h。由于響應(yīng)中斷、保護(hù)現(xiàn)場及重裝初值還需要7~8個機(jī)器周期，把這個值再加上7，即T0應(yīng)裝入的初值是0D8F7h。每次中斷進(jìn)入后，先把A及PSW的值壓入堆棧，然后即把0D8F7h裝入T0。
設(shè)置一個單元，每次中斷加1 我們可以取內(nèi)部RAM中一個單元，取名為INCPI(Increase Per Interrupt)，在中斷中，裝完T0初值后，用INC INCPI指令將其加一。從這個單元中，無論中斷程序還是主程序，都可以從中獲得20mS的1~256之間任意整數(shù)倍的信號。例如：有一段向數(shù)碼管送顯的程序，需要每0.5秒執(zhí)行一次以便刷新顯示器，便可以設(shè)一單元(稱為等待單元)W_DISP，用/MOV A,INCPI/ADD A,#25/MOV W_DISP,A/語句讓其比當(dāng)前的INCPI值大25，然后在每次中斷中檢查是否于INCPI值相等。若相等，說明已過了25個中斷周期，便執(zhí)行送顯程序，并且讓W(xué)_DISP再加上25，等待下個0.5秒。我們可以設(shè)置多個等待單元，以便取出多個不同的時基信號。讓中斷程序在每次中斷時依次查詢各個等待單元是否與INCPI相等，若相等，則執(zhí)行相應(yīng)的處理，并重新設(shè)置該等待單元的值，否則跳過。例如：用0.5秒信號刷新或閃爍顯示器，用1秒信號產(chǎn)生實時時鐘，或輸出一定頻率的方波，以一定間隔查詢輸入設(shè)備等。
在中斷中讀鍵 通常，我們在主程序中讀鍵盤，步驟為：掃描鍵盤，若有鍵按下，則延時幾十毫秒去抖動，再次確認(rèn)此鍵確實按下，然后處理該鍵對應(yīng)的工作，完成后再次重上述步驟。但這有兩點不足：1.處理相應(yīng)工作時無法鎖存按鍵的輸入，即可能漏鍵。2.延時去抖時CPU無法做其它事情，效率不高。如果把讀鍵放入時鐘中斷中，則可避免上述不足。方法為：如果兩次相鄰的中斷中都讀到同一個鍵按下，則這個鍵是有效的(達(dá)到了去抖目的)，并將其鎖存到先入先出(隊列)的鍵盤緩沖區(qū)，等主程序來處理。這樣，主程序處理按鍵的同時，仍可響應(yīng)鍵盤的輸入。緩沖區(qū)深度通常可設(shè)為8級，若鎖存的鍵數(shù)多于8個，則忽略新的按鍵，并報警提示用戶新的按鍵將無效。若鍵盤緩沖隊列停滯的時間大大長于主程序處理按鍵所需要的最大時間，說明主程序已出錯或跑飛，可以在中斷用指令將系統(tǒng)復(fù)位，起到了看門狗的目的。
主程序中的延時 由于有常開的時鐘中斷，所以當(dāng)主程序中有需要時間較短、精度較高的延時時，應(yīng)暫時把時鐘中斷關(guān)閉。而程序中需要時間較長、精度不高的延時時，便可仿照下需的寫法，避免多層嵌套的循環(huán)延時。
例：在P1.1輸出1秒的高電平脈沖
MOV A,INCPI
INC A
CJNE A,INCPI$ ;等待一次中斷處理完成
SETB P1.1 ;設(shè)P1.1為H，脈沖開始
ADD A,#50 ;50個20mS為1秒
CJNE A,INCPI,$ ;等中斷將INCPI加一50次
CLR P1.1 ;設(shè)P1.1為L，脈沖結(jié)束
下面用MCS-51為例：
MCS-51的中斷響應(yīng)過程：
1、中斷響應(yīng)的條件：講到這兒，我們依然對于計算機(jī)響應(yīng)中斷感到神奇，我們?nèi)丝梢皂憫?yīng)外界的事件，是因為我們有多種“傳感器“――眼、耳可以接受不同的信息，計算機(jī)是如何做到這點的呢?其實說穿了，一點都不希奇，MCS51工作時，在每個機(jī)器周期中都會去查詢一下各個中斷標(biāo)記，看他們是否是“1“，如果是1，就說明有中斷請求了，所以所謂中斷，其實也是查詢，不過是每個周期都查一下而已。這要換成人來說，就相當(dāng)于你在看書的時候，每一秒鐘都會抬起頭來看一看，查問一下，是不是有人按門鈴，是否有電話。。。。很蠢，不是嗎?可計算機(jī)本來就是這樣，它根本沒人聰明。
了解了上述中斷的過程，就不難解中斷響應(yīng)的條件了。在下列三種情況之一時，CPU將封鎖對中斷的響應(yīng)：
CPU正在處理一個同級或更高級別的中斷請求。 現(xiàn)行的機(jī)器周期不是當(dāng)前正執(zhí)行指令的最后一個周期。我們知道，單片機(jī)有單周期、雙周期、三周期指令，當(dāng)前執(zhí)行指令是單字節(jié)沒有關(guān)系，如果是雙字節(jié)或四字節(jié)的，就要等整條指令都執(zhí)行完了，才能響應(yīng)中斷(因為中斷查詢是在每個機(jī)器周期都可能查到的)。
當(dāng)前正執(zhí)行的指令是返回批令(RETI)或訪問IP、IE寄存器的指令，則CPU至少再執(zhí)行一條指令才應(yīng)中斷。這些都是與中斷有關(guān)的，如果正訪問IP、IE則可能會開、關(guān)中斷或改變中斷的優(yōu)先級，而中斷返回指令則說明本次中斷還沒有處理完，所以都要等本指令處理結(jié)束，再執(zhí)行一條指令才可以響應(yīng)中斷。
2、中斷響應(yīng)過程
CPU響應(yīng)中斷時，首先把當(dāng)前指令的下一條指令(就是中斷返回后將要執(zhí)行的指令)的地址送入堆棧，然后根據(jù)中斷標(biāo)記，將相應(yīng)的中斷入口地址送入PC，PC是程序指針，CPU取指令就根據(jù)PC中的值，PC中是什么值，就會到什么地方去取指令，所以程序就會轉(zhuǎn)到中斷入口處繼續(xù)執(zhí)行。這些工作都是由硬件來完成的，不必我們?nèi)タ紤]。這里還有個問題，大家是否注意到，每個中斷向量地址只間隔了8個單元，如0003-000B，在如此少的空間中如何完成中斷程序呢?很簡單，你在中斷處安排一個LJMP指令，不就可以把中斷程序跳轉(zhuǎn)到任何地方了嗎?
一個完整的主程序看起來應(yīng)該是這樣的：
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H
LJMP INT0 ;轉(zhuǎn)外中斷0
ORG 000BH
RETI ;沒有用定時器0中斷，在此放一條RETI，萬一 “不小心“產(chǎn)生了中斷，也不會有太大的后果。
中斷程序完成后，一定要執(zhí)行一條RETI指令，執(zhí)行這條指令后，CPU將會把堆棧中保存著的地址取出，送回PC，那么程序就會從主程序的中斷處繼續(xù)往下執(zhí)行了。注意：CPU所做的保護(hù)工作是很有限的，只保護(hù)了一個地址，而其它的所有東西都不保護(hù)，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中斷程序中又要用它們，還要保證回到主程序后這里面的數(shù)據(jù)還是沒執(zhí)行中斷以前的數(shù)據(jù)，就得自己保護(hù)起來。
時鐘中斷的評價
要靈活地應(yīng)用時鐘中斷，將任務(wù)合理分配給中斷和主程序，并且二者要分工明確，接口簡單。這其中的技巧還需要大家在實踐中多多摸索與體會。另外要注意：應(yīng)盡量縮短中斷處理程序的執(zhí)行時間，更不要長于20mS。
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