РЕГИСТР ПРИОРИТЕТОВ ПРЕРЫВАНИЙ

При равенстве уровней приоритета источники прерываний обслуживаются в порядке, показанном на рис. 2.14.

Рис. 2.14. Система прерываний МК 80С51

Подпрограмма обслуживания прерывания, которое было вызвано устройством, имеющим низкий уровень приоритета, сама может быть прервана другим устройством, имеющим высокий уровень приоритета. Подпрограмма обслуживания прерывания высокого уровня не может быть прервана никаким другим устройством. Программа, которая запускается при сбросе МК, имеет самый низкий приоритет, она может быть прервана устройством, имеющим любой уровень приоритета.

2.16.5. Внешнее прерывание 0 (внешнее прерывание 1) может быть инициировано как низким уровнем напряжения (уровнем логического 0), так и фронтом (переходом из 1 в 0) сигнала на соответствующем входе МК, в зависимости от значения управляющего бита IT0 (IT1) регистра TCON (см. табл. 2.8). Активный уровень сигнала на входе INT0’ (INT1’) устанавливает флаг IE0 (IE1) в регистре TCON. Если прерывание вызвано фронтом внешнего сигнала, то флаг IE0 (IE1) сбрасывается аппаратно при передаче управления подпрограмме обслуживания прерывания. Если прерывание вызвано уровнем сигнала, то флаг IE0 (IE1) сбрасывается источником внешнего прерывания.

Прерывание от таймера 0 (таймера 1) инициируется флагом TF0 (TF1), который устанавливается при переполнении соответствующего таймера, а сбрасывается аппаратно при передаче управления подпрограмме обслуживания прерывания.
Если таймер 0 работает в режиме 3 (см. п. 2.11.9), то флаг TF0 устанавливается счетчиком TH0, а флаг TF1 – счетчиком TH1.

Прерывание от последовательного порта инициируется флагом RI или флагом TI. Ни один из этих флагов не сбрасывается аппаратно при передаче управления программе обслуживания прерывания. Флаги должны сбрасываться программно.

Любой флаг, вызывающий прерывание, может быть установлен или сброшен программным путем. Результат будет таким же, как и при аппаратной установке или сбросе флага.

2.16.6. Запрос прерывания (interrupt request) формируется аппаратно при одновременном выполнении следующих условий:

1) установлен флаг готовности устройства (IE0, IE1, TF0, TF1, TI, RI),

2) установлен соответствующий управляющий бит в регистре разрешения прерываний (EX0, EX1, ET0, ET1, ES),

3) снята программная блокировка всех прерываний (установлен бит EA в регистре разрешения прерываний).

Алгоритм реакции МК на запрос прерывания представлен на рис. 2.15.

Запросы прерываний, поступившие от внутренних или внешних периферийных устройств МК, запоминаются контроллером прерываний в десятом такте (в фазе S5P2) каждого машинного цикла.

В каждом машинном цикле контроллер прерываний опрашивает и ранжирует запросы прерываний, зафиксированные в конце предыдущего цикла, в результате чего выбирается запрос, имеющий самый высокий приоритет. Ранжирование осуществляется по рассмотренной выше схеме (см. рис. 2.14) между запросами, которые относятся к одному уровню приоритета, начиная с высшего уровня. Если в предыдущем машинном цикле был зафиксирован хотя бы один запрос прерывания, а также отсутствует аппаратная блокировка прерываний, то в течение двух последующих машинных циклов управление передается программе обслуживания прерывания. Результат данной операции такой же, как при выполнении команды LCALL (см. п. 2.15.2.): в стеке сохраняется адрес возврата в прерванную программу, а в счетчик команд загружается 16-битный начальный адрес программы обслуживания прерывания (адрес вектора прерывания).

Аппаратная блокировка прерывания возможна по одной из следующих причин:

1) прерываемая программа сама является подпрограммой обслуживания прерывания равного или более высокого уровня приоритета,

2) текущий цикл (т.е. тот цикл, в котором выполняется опрос и ранжирование запросов прерываний) не является последним циклом команды, выполняемой процессором,

3) выполняемая процессором команда является командой возврата из подпрограммы обслуживания прерывания (RTI) или же командой записи в регистр разрешения прерываний IE или регистр приоритетов прерываний IP.

Таким образом от момента формирования запроса прерывания до начала выполнения подпрограммы обслуживания прерывания проходит не менее 3-х машинных циклов.

Рис. 2.15. Алгоритм реакции МК на запрос прерывания

Реакция МК на запрос прерывания будет самой быстрой, если запрос прерывания поступит к концу 9 такта машинного цикла, который является последним циклом выполнения команды, при условии, что это не команда RTI и не команда обращения к регистрам IE и IP.

Подпрограмма обслуживания прерывания должна заканчиваться командой RTI (Return from Interrupt), по которой восстанавливается из стека и загружается в счетчик команд адрес возврата в прерванную программу и снимается аппаратная блокировка прерываний.

Сигналы запросов прерываний запоминаются контроллером прерываний только на время одного машинного цикла. В каждом новом цикле будут опрашиваться и ранжироваться запросы, зафиксированные в предыдущем цикле. Если запрос прерывания не получил обслуживания из-за аппаратной блокировки прерываний по одной из рассмотренных выше причин, а к моменту окончания блокировки запрос уже был снят, то этот запрос не получит обслуживания, поскольку тот факт, что запрос не был обслужен, нигде не запоминается.