以下是关于单片机汇编语言中断程序的使用以及如何区分中断程序和主程序的详细解释:
中断源与中断向量:
单片机通常有多个中断源,例如外部中断(由外部引脚触发)、定时器中断(定时器计数溢出时触发)、串口中断(串口数据接收或发送完成时触发)等。每个中断源都对应一个中断向量,中断向量是一个固定的内存地址,当相应的中断源触发中断时,程序会跳转到该地址开始执行中断服务程序。
以8051单片机为例,外部中断0的中断向量地址是 `0x0003`,定时器0中断的中断向量地址是 `0x000B` 等。
中断服务程序的编写:
中断服务程序是一段专门用来处理中断事件的程序代码。它通常以中断入口标志开始,在8051汇编语言中,使用 `ORG` 指令来指定中断服务程序的入口地址。例如,对于外部中断0,其中断服务程序可以这样编写:
```asm ORG 0x0003 ; 外部中断0的中断向量地址 LJMP EXTERNAL_INT0_ISR ; 跳转到外部中断0的中断服务程序 ORG 0x1000 ; 假设中断服务程序放在0x1000开始的地址 EXTERNAL_INT0_ISR: PUSH ACC ; 保护现场,将累加器的值压入堆栈 PUSH PSW ; 保护程序状态字 ; 这里是具体的中断处理代码,如操作I/O口、修改寄存器等 CPL P1.0 ; 对P1.0引脚取反 POP PSW ; 恢复程序状态字 POP ACC ; 恢复累加器 RETI ; 中断返回,恢复现场并返回主程序 ```
上述代码中,`ORG 0x0003` 表明这是外部中断0的中断向量地址,`LJMP EXTERNAL_INT0_ISR` 是将程序跳转到实际的中断服务程序入口,`EXTERNAL_INT0_ISR` 是中断服务程序的标号。
在中断服务程序中,首先使用 `PUSH` 指令将一些关键的寄存器(如 `ACC` 和 `PSW`)压入堆栈,这是为了保护现场,避免中断服务程序修改这些寄存器的值影响主程序的正常运行。处理完中断事件后,使用 `POP` 指令恢复这些寄存器的值,最后使用 `RETI` 指令返回主程序。`RETI` 与普通的 `RET` 指令不同,它除了将程序指针返回主程序外,还会通知单片机结束中断状态,允许后续的中断请求。
中断的初始化:
要使中断正常工作,还需要对相应的中断进行初始化设置。例如,对于外部中断0,需要设置中断触发方式(如低电平触发或下降沿触发),并打开中断允许位。以下是8051单片机的相关初始化代码:
```asm SETB IT0 ; 设置外部中断0为下降沿触发 SETB EX0 ; 允许外部中断0 SETB EA ; 打开总中断允许位 ```
`SETB IT0` 将外部中断0设置为下降沿触发,`SETB EX0` 允许外部中断0,`SETB EA` 打开总中断允许位。这样,当外部引脚出现下降沿时,会触发外部中断0,程序会跳转到 `0x0003` 地址开始执行中断服务程序。
程序入口:
主程序通常从程序的起始地址开始执行,一般在汇编语言中使用 `ORG 0x0000` 来表示程序的开始,例如:
```asm ORG 0x0000 LJMP MAIN ; 跳转到主程序 ```
主程序的入口通常使用 `LJMP` 或 `SJMP` 指令跳转到主程序的起始位置,这里的 `MAIN` 是主程序的标号,后面的代码将是主程序的主体。
中断程序的特征:
中断程序有明确的中断向量地址,使用 `ORG` 指令指定。如上述的 `ORG 0x0003` 是外部中断0的中断向量地址。并且中断程序最后会使用 `RETI` 指令结束,而主程序一般使用 `SJMP` 或 `LJMP` 等指令进行跳转,不会使用 `RETI`。
中断程序通常会先保护现场,将一些关键寄存器的值压入堆栈,在程序结束时恢复这些寄存器的值,以确保不影响主程序的正常执行。
中断程序一般比较短小精悍,因为中断处理应该尽快完成,避免长时间占用单片机的资源,影响其他中断或主程序的执行。
总之,在单片机汇编语言程序中,主程序是从程序起始地址开始,按照正常的程序流程顺序执行,而中断程序是由中断源触发,在中断向量地址处开始执行,通过 `RETI` 指令返回,并且在执行前会进行现场保护和执行后会进行现场恢复。通过这些特征,可以很容易地区分主程序和中断程序。
- 对于上述8051单片机的汇编代码示例:
`ORG 0x0003`:将下面的指令的存储地址设置为 `0x0003`,这是外部中断0的中断向量地址。
`LJMP EXTERNAL_INT0_ISR`:当发生外部中断0时,程序将无条件跳转到 `EXTERNAL_INT0_ISR` 处开始执行。
`ORG 0x1000`:将下面的指令存储地址设置为 `0x1000`,这里开始是中断服务程序的实际代码。
`EXTERNAL_INT0_ISR:`:中断服务程序的标号,方便程序跳转和识别。
`PUSH ACC` 和 `PUSH PSW`:将累加器 `ACC` 和程序状态字 `PSW` 压入堆栈,保护现场。
`CPL P1.0`:对 `P1.0` 引脚取反,这是具体的中断处理操作。
`POP PSW` 和 `POP ACC`:从堆栈中恢复程序状态字和累加器的值。
`RETI`:中断返回指令,恢复现场并通知单片机中断结束。
`SETB IT0`:将外部中断0设置为下降沿触发方式。
`SETB EX0`:允许外部中断0。
`SETB EA`:打开总中断允许位。
- 编写中断程序时,要注意中断的触发条件,根据实际应用需求设置正确的中断触发方式,如外部中断的触发方式可以是低电平触发、下降沿触发、上升沿触发等。 - 在中断服务程序中,处理中断事件的代码应尽量简洁,避免长时间占用单片机资源,以免影响其他中断的响应或主程序的执行。 - 对于需要共享的数据,在主程序和中断程序中使用时要考虑数据的一致性和完整性,可使用临界区保护等机制,防止数据冲突。
- 不同类型的单片机可能具有不同的中断向量地址和中断初始化方式,使用时需参考相应的单片机数据手册。 - 在编写中断服务程序时,要确保在处理中断的同时不会导致系统崩溃或数据丢失,对于关键数据可以考虑使用锁存器或备份机制。 以上内容以8051单片机为例,不同的单片机在中断的具体细节上可能有所不同,但基本的原理和使用方法是相似的。 汇编语言的使用需要对硬件和指令集有深入的了解,在实际开发中,还需要根据具体的应用场景和硬件特性进行灵活运用。