单片机多中断处理技术的应用与研究

PIC系列单片机中断源已经达到14个．可谓相当丰富；但同时也带来了一些难题：在处理多中断时不具备处理“高级优先处理”能力的问题，如此多的中断源在处理时很容易产生中断冲突，如何有效的处理中断到达时的时序，其算法应该如何实现成了首先需要解决的问题。 单片机多中断处理技术是嵌入式系统中不可或缺的一部分，尤其在面对具有众多中断源的PIC系列单片机时，如何有效地管理中断显得尤为重要。本文以“单片机多中断处理技术的应用与研究”为主题，探讨了在PIC系列单片机中如何处理多中断问题及其相关策略。 在PIC系列单片机中，尽管中断源丰富，高达14个，但并未设定中断优先级。当中断发生时，单片机会立即跳转至0004H的中断服务程序，中断处理的策略完全依赖于用户自定义的软件机制。中断处理的关键步骤包括中断现场的保护，确保在中断处理过程中保留原有的运行状态，以便中断结束后能够恢复。在PIC16F87X单片机中，由于没有堆栈指令，现场保护需要通过手动备份寄存器内容到预先定义的变量来实现。例如，需要保护的寄存器如WReg和STATUS寄存器的内容在进入中断服务程序前应先保存，中断结束时再恢复。 文章以基于PIC16F87X单片机的频率计设计为例，展示了中断处理技术的实际应用。频率计利用单片机的捕捉、比较、脉宽调制（CCP）模块和定时器/计数器模块来测量脉冲频率。当外部脉冲触发捕捉中断时，CCP模块会捕获脉冲的上升沿或下降沿，而定时器TMR1则用于计时。通过计算两个特定脉冲间的定时器差值，可以计算出脉冲频率。 在多中断处理时，需要注意以下几个问题： 1. 中断处理程序的设计可分为弱中断优先级和强中断优先级。弱中断优先级使用CALL和RETURN指令，中断处理顺序取决于中断服务程序的执行流程；强中断优先级则使用GOTO指令，中断处理由程序员控制。 2. 如果多个中断同时发生，处理顺序取决于程序中检查中断源的顺序。 3. 避免中断请求丢失是关键，这需要在适当位置清除中断标志位。若清除过早，可能会导致新的中断请求被忽略；若清除过晚，可能会因中断服务时间较长而丢失中断事件。 总结起来，处理多中断是单片机编程中的重要课题，尤其是在没有预设优先级的单片机如PIC系列中。正确地设计中断处理程序，进行中断现场保护，以及妥善处理多中断冲突，是确保系统稳定和高效运行的基础。此外，通过实际应用案例，如频率计的设计，我们可以看到中断处理技术在实践中的具体运用和价值。理解并掌握这些技术，对于开发基于单片机的系统至关重要。