單片機(jī)里的“中斷”優(yōu)先級(jí)

中斷優(yōu)先級(jí)的內(nèi)容，有一般緊急的中斷，有特別緊急的中斷，這取決于具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這就涉及到中斷優(yōu)先級(jí)和中斷嵌套的概念，今天先簡(jiǎn)單介紹一下相關(guān)寄存器，不做例程說(shuō)明。

中斷的產(chǎn)生背景，實(shí)際生活當(dāng)中還有更復(fù)雜的，比如我正在看電視，這個(gè)時(shí)候來(lái)電話了，我要進(jìn)入接電話的“中斷”程序當(dāng)中去，就在接電話的同時(shí)，聽(tīng)到了水開(kāi)的聲音，水開(kāi)的“中斷”也發(fā)生了，我們就必須要放下手上的電話，先把煤氣關(guān)掉，然后再回來(lái)聽(tīng)電話，最后聽(tīng)完了電話再看電視，這里就產(chǎn)生了一個(gè)優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題。

還有一種情況，我們?cè)诳措娨暤臅r(shí)候，這個(gè)時(shí)候聽(tīng)到水開(kāi)的聲音，水開(kāi)的“中斷”發(fā)生了，我們要進(jìn)入關(guān)煤氣的“中斷”程序當(dāng)中，而在關(guān)煤氣的同時(shí)，電話聲音響了，而這個(gè)時(shí)候，我們的處理方式是先把煤氣關(guān)閉，再去接聽(tīng)電話，最后再看電視。

“從這兩個(gè)過(guò)程中，我們可以得到一個(gè)結(jié)論，就是最最緊急的事情，一旦發(fā)生后，我們不管當(dāng)時(shí)處在哪個(gè)“程序”當(dāng)中，我們必須先去處理最最緊急的事情，處理完畢后再去解決其它事情。”

在我們的單片機(jī)程序當(dāng)中有時(shí)候也是這樣的，有一般緊急的中斷，有特別緊急的中斷，這取決于具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這就涉及到中斷優(yōu)先級(jí)和中斷嵌套的概念，今天先簡(jiǎn)單介紹一下相關(guān)寄存器，不做例程說(shuō)明。

中斷優(yōu)先級(jí)有兩種，一種是搶占優(yōu)先級(jí)，一種是固有優(yōu)先級(jí)，先介紹搶占優(yōu)先級(jí)。來(lái)看表1和表2。

表1：IP——中斷優(yōu)先級(jí)寄存器的位分配（地址0xB8、可位尋址）

表2：IP——中斷優(yōu)先級(jí)寄存器的位描述

IP 這個(gè)寄存器的每一位，表示對(duì)應(yīng)中斷的搶占優(yōu)先級(jí)，每一位的復(fù)位值都是 0，當(dāng)我們把某一位設(shè)置為 1 的時(shí)候，這一位的優(yōu)先級(jí)就比其它位的優(yōu)先級(jí)高了。

比如我們?cè)O(shè)置了 PT0位為 1 后，當(dāng)單片機(jī)在主循環(huán)或者任何其它中斷程序中執(zhí)行時(shí)，一旦定時(shí)器 T0 發(fā)生中斷，作為更高的優(yōu)先級(jí)，程序馬上就會(huì)跑到 T0 的中斷程序中來(lái)執(zhí)行。

反過(guò)來(lái)，當(dāng)單片機(jī)正在 T0中斷程序中執(zhí)行時(shí)，如果有其它中斷發(fā)生了，還是會(huì)繼續(xù)執(zhí)行 T0 中斷程序，直到把 T0 中的中斷程序執(zhí)行完畢以后，才會(huì)去執(zhí)行其它中斷程序。

“當(dāng)進(jìn)入低優(yōu)先級(jí)中斷中執(zhí)行時(shí)，如又發(fā)生了高優(yōu)先級(jí)的中斷，則立刻進(jìn)入高優(yōu)先級(jí)中斷執(zhí)行，處理完高優(yōu)先級(jí)級(jí)中斷后，再返回處理低優(yōu)先級(jí)中斷，這個(gè)過(guò)程就叫做中斷嵌套，也稱為搶占。”

所以搶占優(yōu)先級(jí)的概念就是，優(yōu)先級(jí)高的中斷可以打斷優(yōu)先級(jí)低的中斷的執(zhí)行，從而形成嵌套。當(dāng)然反過(guò)來(lái)，優(yōu)先級(jí)低的中斷是不能打斷優(yōu)先級(jí)高的中斷的。

表3：中斷查詢序列

那么既然有搶占優(yōu)先級(jí)，自然就也有非搶占優(yōu)先級(jí)了，也稱為固有優(yōu)先級(jí)。在表3中的最后一列給出的就是固有優(yōu)先級(jí)，請(qǐng)注意，在中斷優(yōu)先級(jí)的編號(hào)中，一般都是數(shù)字越小優(yōu)先級(jí)越高。

“從表3中可以看到一共有 1～6 共 6 級(jí)的優(yōu)先級(jí)，這里的優(yōu)先級(jí)與搶占優(yōu)先級(jí)的一個(gè)不同點(diǎn)就是，它不具有搶占的特性，也就是說(shuō)即使在低優(yōu)先級(jí)中斷執(zhí)行過(guò)程中又發(fā)生了高優(yōu)先級(jí)的中斷，那么這個(gè)高優(yōu)先級(jí)的中斷也只能等到低優(yōu)先級(jí)中斷執(zhí)行完后才能得到響應(yīng)。既然不能搶占，那么這個(gè)優(yōu)先級(jí)有什么用呢？”

答案是多個(gè)中斷同時(shí)存在時(shí)的仲裁。比如說(shuō)有多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生了，當(dāng)然實(shí)際上發(fā)生這種情況的概率很低，但另外一種情況就常見(jiàn)的多了，那就是出于某種原因我們暫時(shí)關(guān)閉了總中斷，即 EA=0，執(zhí)行完一段代碼后又重新使能了總中斷，即 EA=1，那么在這段時(shí)間里就很可能有多個(gè)中斷都發(fā)生了，但因?yàn)榭傊袛嗍顷P(guān)閉的，所以它們當(dāng)時(shí)都得不到響應(yīng)，而當(dāng)總中斷再次使能后，它們就會(huì)在同時(shí)請(qǐng)求響應(yīng)了。

很明顯，這時(shí)也必需有個(gè)先后順序才行，這就是非搶占優(yōu)先級(jí)的作用了——如表3中，誰(shuí)優(yōu)先級(jí)最高先響應(yīng)誰(shuí)，然后按編號(hào)排隊(duì)，依次得到響應(yīng)。

搶占優(yōu)先級(jí)和非搶占優(yōu)先級(jí)的協(xié)同，可以使單片機(jī)中斷系統(tǒng)有條不紊的工作，既不會(huì)無(wú)休止的嵌套，又可以保證必要時(shí)緊急任務(wù)得到優(yōu)先處理。在后續(xù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，中斷系統(tǒng)會(huì)與我們?nèi)缬半S形，處處都有它的身影，隨著學(xué)習(xí)的深入，相信你對(duì)它的理解也會(huì)更加的深入。

END

審核編輯 ：李倩