使用MSP430F1121中斷須要注意的問(wèn)題

　　MSP430F1121（下面簡(jiǎn)稱F1121）是TI公司新近推出的一款廉價(jià)的20引腳低功耗16位Flash單片機(jī)。它所具備的多種中斷功能使其應(yīng)用靈活，并適用于各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　不過(guò)，我們?cè)趹?yīng)用開發(fā)中發(fā)現(xiàn)，廠家提供的技術(shù)文件雖然不少，但是對(duì)有關(guān)中斷的說(shuō)明卻不那么詳盡，這就給應(yīng)用開發(fā)造成了諸多不便。為此，我們專門用程序進(jìn)行了一些試驗(yàn)，并從中明確了一些問(wèn)題。在這里，我們就把這些問(wèn)題說(shuō)明一下，供大家參考。

　　在說(shuō)明這些問(wèn)題之前，有必要先來(lái)看一下F1121的中斷，如表1所列。

表1 F1121中斷

　　F1121的各個(gè)中斷都有對(duì)應(yīng)的中斷向量和中斷優(yōu)先級(jí)，通常被分為三類：系統(tǒng)復(fù)位、（非）屏蔽中斷和可屏蔽中斷。此外，F(xiàn)1121的各中斷又分單源中斷和多源中斷，對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志稱為單源中斷標(biāo)志和多源中斷標(biāo)志。

一、 系統(tǒng)復(fù)位

　　從形式上講，可以把系統(tǒng)復(fù)位看成一種中斷，但這是一種特殊的中斷，雖然它也有中斷向量（復(fù)位向量）和中斷優(yōu)先級(jí)，但與通常意義的中斷有明顯的區(qū)別：系統(tǒng)復(fù)位導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入初始狀態(tài)，并迫使程序從頭開始運(yùn)行。

1. 導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位的情況及POR和PUC信號(hào)

　　有4種情況能夠?qū)е孪到y(tǒng)復(fù)位，并且產(chǎn)生POR（Power-On Reset）和PUC（Power-Up Clear）信號(hào)：

　　· 上電復(fù)位——產(chǎn)生POR和PUC；
　　· RST復(fù)位（外部復(fù)位信號(hào)復(fù)位）——產(chǎn)生POR和PUC；
　　· 看門狗中斷——僅產(chǎn)生PUC；
　　· 關(guān)鍵碼錯(cuò)誤中斷——僅產(chǎn)生PUC。

　　POR和PUC都是系統(tǒng)復(fù)位時(shí)產(chǎn)生的芯片內(nèi)部信號(hào)，負(fù)責(zé)對(duì)寄存器進(jìn)行初始化。在F1121提供的技術(shù)文件中，由PUC信號(hào)負(fù)責(zé)初始化的那些寄存器位，其初始狀態(tài)用“0”和“1”來(lái)表示，而由POR信號(hào)負(fù)責(zé)的，用“（0）”和“（1）”來(lái)表示。例如，圖1所示的BCSCTL1寄存器，高4 位由POR負(fù)責(zé)，低4位由PUC負(fù)責(zé)。

圖1 BCSCTL1寄存器

　　不同的系統(tǒng)復(fù)位情況產(chǎn)生不同的PUC和POR，因而產(chǎn)生不同的系統(tǒng)初始化結(jié)果。例如，對(duì)于BCSCTL1寄存器，不管是什么原因造成了系統(tǒng)復(fù)位，其低4位都將回到初始狀態(tài)上；高4位只有在上電復(fù)位和RST復(fù)位這兩種情況下才會(huì)回到初始狀態(tài)，而在其他情況下（除非芯片掉電）其狀態(tài)保持不變。

2. 看門狗中斷標(biāo)志W(wǎng)DTIFG

　　看門狗定時(shí)器有兩種工作方式，且都使用中斷標(biāo)志W(wǎng)DTIFG，但它們的表現(xiàn)卻有明顯的區(qū)別。在看門狗工作方式下（產(chǎn)生導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位的看門狗中斷），其表現(xiàn)為：當(dāng)發(fā)生看門狗中斷而導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，WDTIFG將置“1”（其他復(fù)位情況下為“0”）。這時(shí)的WDTIFG不能自動(dòng)清“0”，只有等待軟件（程序指令）將其清“0”。不過(guò)即使不清“0”（無(wú)論WDTIFG是“1”還是“0”），也不會(huì)影響程序的運(yùn)行，而且也不會(huì)妨礙再次產(chǎn)生看門狗中斷。實(shí)際上，這時(shí)的WDTIFG僅僅是標(biāo)記一下是否產(chǎn)生了看門狗中斷的作用，以便區(qū)分系統(tǒng)復(fù)位的原因。另一個(gè)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位的關(guān)鍵碼錯(cuò)誤中斷的中斷標(biāo)志KEYV 的情況也是如此。

　　另外，中斷使能位WDTIE對(duì)看門狗中斷不起任何作用。

二、 中斷

　　中斷分為可屏蔽中斷和非屏蔽中斷，區(qū)分它們的惟一準(zhǔn)則是GIE（可屏蔽中斷使能總控制位）能否禁止其中斷。凡是能被GIE禁止的就是可屏蔽中斷，不能被禁止的就是非屏蔽中斷。

　　但是在F1121中，真正的非屏蔽中斷只有看門狗中斷和關(guān)鍵碼錯(cuò)誤中斷。這兩種中斷卻不是普通意義的中斷，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位。除此之外，還有三種中斷屬于非屏蔽中斷的范疇，但它們卻不是真正的非屏蔽中斷，因?yàn)樗鼈兏髯远加凶约旱闹袛嗍鼓芸刂莆?，這些中斷使能控制位能夠屏蔽它們的中斷。所以，對(duì)這三種中斷用“（非）屏蔽中斷”來(lái)表示。

1. 中斷標(biāo)志

　　無(wú)論可屏蔽中斷還是（非）屏蔽中斷都有自己的中斷標(biāo)志，其共同特點(diǎn)是：① 中斷標(biāo)志的狀態(tài)與該中斷源能否產(chǎn)生中斷無(wú)關(guān)?；蛘哒f(shuō)，不管是否允許其中斷，只要滿足了中斷的條件，中斷標(biāo)志就會(huì)置“1”。另外，也可以用軟件將中斷標(biāo)志置 “1”或清“0”。② 中斷源就是通過(guò)中斷標(biāo)志請(qǐng)求中斷的（當(dāng)允許其中斷時(shí)）。下面以（看門狗）定時(shí)器中斷（不同于看門狗中斷，它產(chǎn)生可屏蔽中斷，中斷向量為FFF4h，中斷優(yōu)先級(jí)是10）為例進(jìn)行說(shuō)明。

　　· 在允許其中斷的情況下，無(wú)論什么原因，只要WDTIFG置“1”就會(huì)產(chǎn)生中斷。例如，定時(shí)器溢出（這時(shí)WDTIFG置“1”）會(huì)產(chǎn)生中斷，用軟件強(qiáng)行將WDTIFG置“1”也會(huì)產(chǎn)生中斷。
　　· 如果在中斷被禁止的情況下WDTIFG已經(jīng)置“1”，那么一旦允許，它就會(huì)產(chǎn)生中斷。
　　· 如果在中斷被禁止的情況下WDTIFG已經(jīng)置“1”，但是，假如在允許它中斷之前將其清“0”，那么，即使允許，它也不會(huì)產(chǎn)生中斷。

　　中斷標(biāo)志分為兩種——單源中斷標(biāo)志和多源中斷標(biāo)志，它們有不同的特性。

　?。?） 單源中斷標(biāo)志
　　如果一個(gè)中斷向量（也就是中斷處理程序）只對(duì)應(yīng)惟一的一個(gè)中斷源，那么，這個(gè)中斷就被稱為單源中斷，其中斷標(biāo)志就是單源中斷標(biāo)志。例如，（看門狗）定時(shí)器中斷的WDTIFG、比較器A中斷的CAIFG和定時(shí)器A中斷的CCIFG0都是單源中斷標(biāo)志。
　　單源中斷標(biāo)志的特性是：當(dāng)單源中斷被響應(yīng)時(shí)，其單源中斷標(biāo)志將會(huì)自動(dòng)清“0”。
　　但須注意，如果在中斷處理過(guò)程中（中斷返回之前）這個(gè)單源中斷標(biāo)志又重新被置“1”，那么，它就不會(huì)自動(dòng)清“0”了，只有用軟件才能將其清“0”。

　　（2） 多源中斷標(biāo)志
　　如果一個(gè)中斷向量對(duì)應(yīng)于多個(gè)中斷源（即多個(gè)中斷共用一個(gè)中斷處理程序），那么這些中斷都稱為多源中斷，對(duì)應(yīng)的各個(gè)中斷標(biāo)志都是多源中斷標(biāo)志。例如，三個(gè)（非）屏蔽中斷的NMIIFG、OFIFG、ACCVIFG以及定時(shí)器A中斷的CCIFG1、CCIFG2、 TAIFG和P1及P2口的所有中斷標(biāo)志都是多源中斷標(biāo)志。
　　多源中斷標(biāo)志的特性是：當(dāng)多源中斷被響應(yīng)時(shí)，多源中斷標(biāo)志不能自動(dòng)清“0”，只能用軟件才能將其清“0”。因此，一定不要忘記在中斷返回之前將多源中斷標(biāo)志清“0”；否則，當(dāng)中斷返回后，這個(gè)沒有被清“0”的中斷標(biāo)志馬上就會(huì)再次請(qǐng)求中斷。

2. （非）屏蔽中斷

　　一共有三個(gè)（非）屏蔽中斷：NMI中斷、振蕩器故障中斷和Flash讀寫錯(cuò)誤中斷。它們不受GIE狀態(tài)的影響，但各自都有中斷使能位：NMIIE、OFIE和ACCVIE，只有當(dāng)中斷使能位被置位后，才能允許對(duì)應(yīng)的中斷源產(chǎn)生中斷。

　　注意：對(duì)這三個(gè)（非）屏蔽中斷來(lái)說(shuō)，只要響應(yīng)了其中的一個(gè)中斷，所有這三個(gè)中斷使能位就會(huì)全部自動(dòng)復(fù)位，而且一直保持在復(fù)位狀態(tài)上，即使中斷返回后它們也不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)為先前的狀態(tài)，所以，需要用軟件才能將它們重新置位。另外須注意的是，這三個(gè)中斷都是多源中斷。

3. 可屏蔽中斷和GIE

　　能夠被GIE禁止的中斷都是可屏蔽中斷，其中有的是單源中斷（單源中斷標(biāo)志），有的是多源中斷（多源中斷標(biāo)志）。所有這些中斷都有各自的中斷使能位，只有當(dāng)中斷使能位被置位并且GIE置位后，才能允許對(duì)應(yīng)的中斷源產(chǎn)生中斷。除了系統(tǒng)復(fù)位或者用軟件進(jìn)行改寫之外，其他任何情況（包括中斷響應(yīng)或中斷返回等）都不會(huì)對(duì)這些中斷使能位的狀態(tài)產(chǎn)生影響。

　　GIE是可屏蔽中斷使能總控制位，當(dāng)它復(fù)位時(shí)禁止所有可屏蔽中斷源請(qǐng)求中斷，當(dāng)它置位時(shí)才有可能允許它們請(qǐng)求中斷（能否允許還取決于它們各自的中斷使能位的狀態(tài)）。

　　注意：當(dāng)響應(yīng)了任何一個(gè)中斷時(shí)，包括可屏蔽中斷和（非）屏蔽中斷，GIE將會(huì)自動(dòng)復(fù)位；當(dāng)中斷返回時(shí)它又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)為中斷前的狀態(tài)（除非在中斷處理期間改寫了保存在堆棧中的GIE的內(nèi)容）。

　　如果在中斷處理期間用軟件將已經(jīng)復(fù)位的GIE重新置位，這時(shí)就可以形成可屏蔽中斷嵌套。

4. 中斷優(yōu)先級(jí)

　　F1121的中斷優(yōu)先級(jí)與其他微處理器中的概念略有不同：它只對(duì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷的情況有效（級(jí)別高的中斷優(yōu)先被響應(yīng)），而對(duì)中斷嵌套的情況沒有任何限制。

5. 中斷嵌套

　　如果在處理某一中斷期間又響應(yīng)了其他中斷請(qǐng)求，這時(shí)就會(huì)形成中斷嵌套。中斷嵌套時(shí)，前一中斷處理過(guò)程被暫停，當(dāng)后一中斷被處理完之后才會(huì)繼續(xù)處理前一中斷。

　　注意：只有在中斷處理期間將GIE重新置位，可屏蔽中斷才能夠嵌入到這個(gè)中斷的處理之中；但（非）屏蔽中斷卻不受此限制，它們可以隨時(shí)嵌入到任何處理之中（如果允許其中斷的話）。另外，F(xiàn)1121的中斷嵌套不受中斷優(yōu)先級(jí)的任何限制。也就是說(shuō)，高級(jí)別中斷可以嵌入到低級(jí)別中斷的處理過(guò)程中；反過(guò)來(lái)，低級(jí)別中斷也可以嵌入到高級(jí)別的中斷處理過(guò)程中，甚至可以形成自身嵌套。這些情況對(duì)（非）屏蔽中斷也不例外。因此，在使用F1121時(shí)須特別注意這一點(diǎn)，即使不是有意使用中斷嵌套，也必須考慮這一問(wèn)題，因?yàn)檫@時(shí)仍會(huì)存在發(fā)生中斷嵌套的可能，而且，如果嵌套會(huì)影響中斷的某一（些）狀態(tài)的話，就有可能造成系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤。