關于如何利用Keil C實作51單片機中斷功能（interrupt、using關鍵字的用法）

 轉載自：http://blog.csdn.net/leizi_chn/article/details/7244377

C語言在8051單片機上的擴充（interrupt、using關鍵字的用法）

直接通路寄存器和端口

定義

sfr P0 0x80

sfr P1 0x81

sfr ADCON; 0xDE

sbit EA 0x9F

操作

ADCON = 0x08;

P1 = 0xFF;

io_status = P0 ;

EA = 1;

在使用了interrupt 1 關鍵字之後，會自動生成中斷向量

在 ISR中不能 與其他 "背景循環代碼"(the background loop code) 共享局部變量，因為連接配接器會複用 在RAM中這些變量的位置 ，是以它們會有不同的意義，這取決于目前使用的不同的函數複用變量對RAM有限的51來講很重要。是以，這些函數希望按照一定的順序執行 而不被中斷。

void timer0_int(void) interrupt 1 using 2

{

unsigned char temp1;

unsigned char temp2;

executable C statements;

}

"interrupt"聲明表向量生成在(8*n＋3)，這裡，n就是interrupt參數後的那個數字這裡,在08H的代碼區域 生成LJMP timer0_int這樣一條指令。

"using" tells the compiler to switch register banks on entry to an interrupt routine. This "context" switch is the fastest way of

providing a fresh registerbank for an interrupt routine's local data and is to be preferred to stacking registers for very time-criticalroutines. Note that interrupts of the same priority can share a register bank, since there is no risk that they will interrupt each other.

"using" 告訴編譯器 在進入中斷處理器 去切換寄存器的bank。這個"contet"切換是為中斷處理程式的局部變量提供一個新鮮的寄存器bank最快的方式。對時序要求嚴格的程式，是首選的stack寄存器（儲存寄存器到stack)方式。

注意：同樣優先級别的中斷可以共享寄存器bank，因為他們每次将中斷沒有危險。

If a USING 1 is added to the timer1 interrupt function prototype, the pushing of registers is replaced by a simple MOV to PSW to switch registerbanks. Unfortunately, while the interrupt entry is speeded up, the direct register addressing used on entry to sys_interp fails. This is because C51 has not yet been told that the registerbank has been changed. If no working registers are used and no other function is called, the optimizer eliminiates teh code to switch register banks.

如果在timer1的中斷函數原型中使用using 1, 寄存器的pushing将被MOV to PSW切換寄存器bank 所替換。

不幸的是，當一個中斷入口被加速時。用在入口的 直接寄存器尋址将失敗。這是因為 C51沒有告訴 寄存器bank已經改變。如果不工作的寄存器将被使用，如果沒有其他函數被調用，優化器.....

Logically, with an interrupt routine, parameters cannot be passed to it or returned. When the interrupt occurs, compiler-inserted code is run which pushes the accumulator, B,DPTR and the PSW (program status word) onto the stack. Finally, on exiting the interrupt routine, the items previously stored on the stack are restored and the closing "}" causes a RETI to be used rather than a normal RET.

邏輯上，一個中斷服務程式，不能傳遞參數進去，也不可傳回值。當中斷發生時，編譯器插入的代碼被運作，它将累加器，B，DPTR和PSW（程式狀态字）入棧。最後，在退出中斷程式時，預先存儲在棧中 被恢複。最後的"}"結束符号将插入RETI到中斷程式的最後，為了用 Keil C語言建立一個中斷服務程式（ISR），利用 interrupt 關鍵詞和正确的中斷号聲明一個static void函數。Keil C編譯器自動生成中斷向量，以及中斷程式的進口、出口代碼。Interrupt 函數屬性标志着該函數為ISR。可用using屬性指定ISR使用哪一個寄存器區，這是可選的。有效的寄存器區範圍為1到3。

中斷源的矢量位置

中斷源 Keil中斷編号 矢量位址

最高優先級 6 0x0033

外部中斷０ 0 0x0003

定時器0溢出 1 0x000B

外部中斷１ 2 0x0013

定時器1溢出 3 0x001B

序列槽 4 0x0023

定時器2溢出 5 0x002B

DMA 7 0x003B

硬體斷點 8 0x0043

JTAG 9 0x004B

軟體斷點 10 0x0053

監視定時器 12 0x0063

1.函數在調用前定義與在調用後定義産生的代碼是有很大差别的（特别是在優化級别大于3級時）。（本人也不太清楚為什麼，大概因為在調用前定義則調用函數已經知道被調用函數對寄存器的使用情況，則可對函數本身進行優化；而在調用後進行定義則函數不知被調用函數對寄存器的使用情況，它預設被調用函數對寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）都已經改變，是以不在這些寄存器中存入有效的資料）

2.函數調用函數時除在堆棧中存入傳回位址之外，不在堆棧中儲存其它任何寄存器。（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的内容。（除非被調用函數使用了using特性）

3.中斷函數是一個例外，它會計算自身及它所調用的函數對寄存器（ACC、 B、 DPH、 DPL、 PSW、 R0、 R1、 R2、 R3、R 4、 R5、, R6、 R7）的改變，并儲存相應它認為被改變了的寄存器。

4.使用C寫程式時，盡量少使用using n (n=0,1,2,3)特性。（這個特性在本人使用的過程中存在一些問題，不知算不算是一個小bug）

預設keil c51中的函數使用的是0寄存器組，當中斷函數使用using n時，n = 1,2,3或許是對的，但n=0時，程式就已經存在了bug（隻有中斷函數及其所調用的函數并沒有改變R0 ---- R7的值時，這個bug不會表現出來）

一個結論是，在中斷函數中如果使用了using n，則中斷不再儲存R0----R7的值。由此可以推論出，一個高優先級的中斷函數及一個低優先級的中斷函數同時使用了using n，（n = 0,1,2,3）當n相同時，這個存在的bug 是多麼的隐蔽。（這恰是使人想象不到的）

使用不同寄存器組的函數（特殊情況外）不能互相調用"using"關鍵字告訴編譯器切換register bank

如果中斷程式不重要，using關鍵字能忽略。如果一個函數被從中斷程式調用，而此中斷強制使用using，當編譯一個被調用的函數時，編譯器必須告訴它

1)在函數前 必須用僞指令

#pragma NOAREGS

在進入函數

#pragma RESTORE

或者

#pragmas AREGS

這樣就不會使用 "絕對位址定位"

2）#pragma REGISTERBANK(n)

用這個指定告訴目前使用的bank

用NOAREGS指令 移除 MOV R7,AR7

中斷服務例程

void timer0_int(void) interrupt 1 using 1

{

unsigned char temp1 ;

unsigned char temp2 ;

}

被調用的函數

#pragma SAVE // Rember current registerbank

#pragma REGISTERBANK(1) // Tel C51 base address of current registerbank.

void func(char x)

{

// Called from interrupt routine

// with "using1"

}

#pragma RESTORE // Put back to original registerbank

如果中斷服務例程使用了using，被中斷服務例程 調用的函數一定要REGISTERBANK(n)，一個被ISR調用的函數也可能被背景程式調用為了函數"reentrant（可重入8051 系列MCU的基本結構包括：32 個I/O 口（4 組8 bit 端口）；兩個16 位定時計數器；全雙工串行通信；6 個中斷源（2 個外部中斷、2 個定時/計數器中斷、1 個序列槽輸入/輸出中斷），兩級中斷優先級；128 位元組内置RAM；獨立的 64K 位元組可尋址資料和代碼區。中斷發生後，MCU 轉到5個中斷入口處之一，然後執行相應的中斷服務處理程式。中斷程式的入口位址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位于程式代碼段的最低位址處，注意這裡的序列槽輸入/輸出中斷共用一個中斷向量。8051的中斷向量表如下：

中斷源 中斷向量

---------------------------

上電複位 0000H

外部中斷0 0003H

定時器0 溢出 000BH

外部中斷1 0013H

定時器1 溢出 001BH

串行口中斷 0023H

定時器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是C5 的關鍵字。C51中斷過程通過使用interrupt關鍵字和中斷号(0 到 31)來實作。中斷号指明編譯器中斷程式的入口位址中斷序号對應着8051中斷使能寄存器IE 中的使能位，對應關系如下：

IE寄存器 C51中的 8051的

的使能位 中斷号 中斷源

--------------------------------

IE.0 0 外部中斷0

IE.1 1 定時器0 溢出

IE.2 2 外部中斷1

IE.3 3 定時器1 溢出

IE.4 4 序列槽中斷

IE.5 5 定時器2 溢出

有了這一聲明，編譯器不需理會寄存器組參數的使用和對累加器A、狀态寄存器、寄存器B、資料指針和預設的寄存器的保護。隻要在中斷程式中用到，編譯器會把它們壓棧，在中斷程式結束時将他們出棧。C51 支援所有 5 個 8051 标準中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強型）中多達 27 個中斷源。

using 關鍵字用來指定中斷服務程式使用的寄存器組。用法是：using 後跟一個0 到3 的數，對應着 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，預設的工作寄存器組就不會被壓棧，這将節省 32 個處理周期，因為入棧和出棧都需要 2 個處理周期。這一做法的缺點是所有調用中斷的過程都必須使用指定的同一個寄存器組，否則參數傳遞會發生錯誤。是以對于using，在使用中需靈活取舍。