使用MSP430F1121中斷須要注意的問(wèn)題

　　MSP430F1121（下面簡(jiǎn)稱(chēng)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。它所具備的多種中斷功能使其應用靈活，并適用于各種不同的應用領(lǐng)域。

　　不過(guò)，我們在應用開(kāi)發(fā)中發(fā)現，廠(chǎng)家提供的技術(shù)文件雖然不少，但是對有關(guān)中斷的說(shuō)明卻不那么詳盡，這就給應用開(kāi)發(fā)造成了諸多不便。為此，我們專(zhuān)門(mén)用程序進(jìn)行了一些試驗，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)中斷都有對應的中斷向量和中斷優(yōu)先級，通常被分為三類(lèi)：系統復位、（非）屏蔽中斷和可屏蔽中斷。此外，F1121的各中斷又分單源中斷和多源中斷，對應的中斷標志稱(chēng)為單源中斷標志和多源中斷標志。

一、 系統復位

　　從形式上講，可以把系統復位看成一種中斷，但這是一種特殊的中斷，雖然它也有中斷向量（復位向量）和中斷優(yōu)先級，但與通常意義的中斷有明顯的區別：系統復位導致系統進(jìn)入初始狀態(tài)，并迫使程序從頭開(kāi)始運行。

1. 導致系統復位的情況及POR和PUC信號

　　有4種情況能夠導致系統復位，并且產(chǎn)生POR（Power-On Reset）和PUC（Power-Up Clear）信號：

　　· 上電復位——產(chǎn)生POR和PUC；
　　· RST復位（外部復位信號復位）——產(chǎn)生POR和PUC；
　　· 看門(mén)狗中斷——僅產(chǎn)生PUC；
　　· 關(guān)鍵碼錯誤中斷——僅產(chǎn)生PUC。

　　POR和PUC都是系統復位時(shí)產(chǎn)生的芯片內部信號，負責對寄存器進(jìn)行初始化。在F1121提供的技術(shù)文件中，由PUC信號負責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信號負責的，用“（0）”和“（1）”來(lái)表示。例如，圖1所示的BCSCTL1寄存器，高4 位由POR負責，低4位由PUC負責。

圖1 BCSCTL1寄存器

　　不同的系統復位情況產(chǎn)生不同的PUC和POR，因而產(chǎn)生不同的系統初始化結果。例如，對于BCSCTL1寄存器，不管是什么原因造成了系統復位，其低4位都將回到初始狀態(tài)上；高4位只有在上電復位和RST復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(mén)狗中斷標志W(wǎng)DTIFG

　　看門(mén)狗定時(shí)器有兩種工作方式，且都使用中斷標志W(wǎng)DTIFG，但它們的表現卻有明顯的區別。在看門(mén)狗工作方式下（產(chǎn)生導致系統復位的看門(mén)狗中斷），其表現為：當發(fā)生看門(mén)狗中斷而導致系統復位時(shí)，WDTIFG將置“1”（其他復位情況下為“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 )影響程序的運行，而且也不會(huì )妨礙再次產(chǎn)生看門(mén)狗中斷。實(shí)際上，這時(shí)的WDTIFG僅僅是標記一下是否產(chǎn)生了看門(mén)狗中斷的作用，以便區分系統復位的原因。另一個(gè)導致系統復位的關(guān)鍵碼錯誤中斷的中斷標志KEYV 的情況也是如此。

　　另外，中斷使能位WDTIE對看門(mén)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，區分它們的惟一準則是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(mén)狗中斷和關(guān)鍵碼錯誤中斷。這兩種中斷卻不是普通意義的中斷，因為它們會(huì )導致系統復位。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，因為它們各自都有自己的中斷使能控制位，這些中斷使能控制位能夠屏蔽它們的中斷。所以，對這三種中斷用“（非）屏蔽中斷”來(lái)表示。

1. 中斷標志

　　無(wú)論可屏蔽中斷還是（非）屏蔽中斷都有自己的中斷標志，其共同特點(diǎn)是：① 中斷標志的狀態(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(mǎn)足了中斷的條件，中斷標志就會(huì )置“1”。另外，也可以用軟件將中斷標志置 “1”或清“0”。② 中斷源就是通過(guò)中斷標志請求中斷的（當允許其中斷時(shí)）。下面以（看門(mén)狗）定時(shí)器中斷（不同于看門(mén)狗中斷，它產(chǎn)生可屏蔽中斷，中斷向量為FFF4h，中斷優(yōu)先級是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。

　　中斷標志分為兩種——單源中斷標志和多源中斷標志，它們有不同的特性。

　?。?） 單源中斷標志
　　如果一個(gè)中斷向量（也就是中斷處理程序）只對應惟一的一個(gè)中斷源，那么，這個(gè)中斷就被稱(chēng)為單源中斷，其中斷標志就是單源中斷標志。例如，（看門(mén)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都是單源中斷標志。
　　單源中斷標志的特性是：當單源中斷被響應時(shí)，其單源中斷標志將會(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”。

　?。?） 多源中斷標志
　　如果一個(gè)中斷向量對應于多個(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(chēng)為多源中斷，對應的各個(gè)中斷標志都是多源中斷標志。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口的所有中斷標志都是多源中斷標志。
　　多源中斷標志的特性是：當多源中斷被響應時(shí)，多源中斷標志不能自動(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志清“0”；否則，當中斷返回后，這個(gè)沒(méi)有被清“0”的中斷標志馬上就會(huì )再次請求中斷。

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(xiě)錯誤中斷。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，只有當中斷使能位被置位后，才能允許對應的中斷源產(chǎn)生中斷。

　　注意：對這三個(gè)（非）屏蔽中斷來(lái)說(shuō)，只要響應了其中的一個(gè)中斷，所有這三個(gè)中斷使能位就會(huì )全部自動(dòng)復位，而且一直保持在復位狀態(tài)上，即使中斷返回后它們也不會(huì )自動(dòng)恢復為先前的狀態(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（單源中斷標志），有的是多源中斷（多源中斷標志）。所有這些中斷都有各自的中斷使能位，只有當中斷使能位被置位并且GIE置位后，才能允許對應的中斷源產(chǎn)生中斷。除了系統復位或者用軟件進(jìn)行改寫(xiě)之外，其他任何情況（包括中斷響應或中斷返回等）都不會(huì )對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，當它復位時(shí)禁止所有可屏蔽中斷源請求中斷，當它置位時(shí)才有可能允許它們請求中斷（能否允許還取決于它們各自的中斷使能位的狀態(tài)）。

　　注意：當響應了任何一個(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)復位；當中斷返回時(shí)它又會(huì )自動(dòng)恢復為中斷前的狀態(tài)（除非在中斷處理期間改寫(xiě)了保存在堆棧中的GIE的內容）。

　　如果在中斷處理期間用軟件將已經(jīng)復位的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

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

5. 中斷嵌套

　　如果在處理某一中斷期間又響應了其他中斷請求，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，當后一中斷被處理完之后才會(huì )繼續處理前一中斷。

　　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(huà)）。另外，F1121的中斷嵌套不受中斷優(yōu)先級的任何限制。也就是說(shuō)，高級別中斷可以嵌入到低級別中斷的處理過(guò)程中；反過(guò)來(lái)，低級別中斷也可以嵌入到高級別的中斷處理過(guò)程中，甚至可以形成自身嵌套。這些情況對（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，因為這時(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(huà)，就有可能造成系統運行錯誤。