51單片機的中斷優先級及中斷嵌套
說最基本的，老的51單片機(80C51系列)有5個中斷源，2個優先級，可以實現二級中斷服務嵌套。現在很多擴展的51單片機已經有4個優先級(或更多)和更多的中斷源了。
在說到中斷之前，我先來定義一下優先級，明白了什么是優先級，后面的闡述就容易明白了。實際上很多人都是混淆了優先級的含義，所以才覺得糊里糊涂。
中斷的優先級有兩個：查詢優先級和執行優先級。
什么是查詢優級呢?我們從datasheet或書上看到的默認(IP寄存器不做設置，上電復位后為00H)的優先級：
外部中斷0 > 定時/計數器0 > 外部中斷1 > 定時/計數器1 > 串行中斷
或 int0,timer0,int1,timer1,serial port 或 INT0、T0、INT1、T1、UART
或 PX0>PT0>PX1>PT1>PS>......
其實都是查詢優級。首先查詢優先級是不可以更改和設置的。這是一個中斷優先權排隊的問題。是指多個中斷源同時產生中斷信號時，中斷仲裁器選擇對哪個中斷源優先處理的順序。而這與是否發生中斷服務程序的嵌套毫不相干。當CPU查詢各個中斷標志位的時候，會依照上述5個查詢優先級順序依次查詢，當數個中斷同時請求的時候，會優先查詢到高優查詢先級的中斷標志位，但并不代表高查詢優先級的中斷可以打斷已經并且正在執行的低查詢優先級的中斷服務。
例如：當計數器0中斷和外部中斷1(按查詢優先級，計數器0中斷>外部中斷1)同時到達時，會進入計時器0的中斷服務函數;但是在外部中斷1的中斷服務函數正在服務的情況下，這時候任何中斷都是打斷不了它的，包括邏輯優先級比它高的外部中斷0計數器0中斷。
而中斷的執行優先級就是你對IP寄存器的設置了。在2個優先級的情況下，某位為1，則相應的中斷源為高優先級;為0，則為低優先級。
關于中斷的優先級有三條原則：
1、CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應優先級最高的中斷請求;
2、正在進行的中斷過程不能被新的同級或低行優優先級的中斷請求所中斷;
3、正在進行的低行優優先級中斷服務，能被高行優優先級中斷請求中斷;
若：同一執行優先級中的中斷申請不止一個時，則有一個中斷優先權排隊問題。同一執行優先級的中斷優先權排隊，由中斷系統硬件確定的自然優先級形成，優先權自高到低的順序即：
外部中斷0>定時/計數0>外部中斷1>定時/計數1>串行接口
例如：設置IP = 0x10，即設置串口中斷為最高優先級，則串口中斷可以打斷任何其他的中斷服務函數實現嵌套，且只有串口中斷能打斷其他中斷的服務函數。若串口中斷沒有觸發，則其他幾個中斷之間還是保持邏輯優先級，相互之間無法嵌套。
關于中斷嵌套。可以這樣說，當一個中斷正在執行的時候，如果事先設置了中斷優先級寄存器IP，那么當一個更高優先級的中斷到來的時候會發生中斷嵌套，如果沒有設置則不會發生任何嵌套;如果有同一個優先級的中斷觸發，它并不是在“不斷的申請”，而是將它相應的中斷標志位置即IE寄存器的某位置位，當CPU執行完當前中斷之后，按照查詢優先級重新去查詢各個中斷標志位，進入相應中斷。
要記住，沒有設置IP時，單片機會按照查詢優先級(或都說邏輯優先級)來排隊進入服務。如果要想讓某個中斷優先響應， 則要設置IP，更改執行優先級(或者說物理優先級)。要注意的是，當設置了IP后，當低執行優先級中斷在運行時，如果有高執行優先級的中斷產生，則會嵌套調用進入高執行優先級的中斷。如果你是用C語言寫的程序，并在中斷服務時 using 了寄存組，要注意，兩個不同執行優先級的中斷服務程序不要 using 同一組寄存器。
看兩個問題，如下：
1 在各個中斷都是低優先級的時候，如果定時器0的溢出進入中斷。在這個中斷處理的過程中，外部中斷0也被觸發了，那么是不是要發生中斷嵌套?
2 如果定時器0發生中斷的時候，進入中斷處理程序，這個時候外部中斷1條件觸發條件滿足了。因為定時器0自然優先級比外部中斷1高，那么定時器0的中斷處理程序繼續執行。假設定時器中斷處理程序執行的過程中，外部中斷1的觸發。條件消失了，那么等定時器0的中斷處理完后，程序還是會進入外部中斷1處理程序嗎?
答案1：在IP事先設置了外部中斷0的優先級的情況下，CUP會中止定時器0的中斷服務，進入外部中斷0服務程序，執行完以后再回到定時器0中斷服務程序。否則不會。
答案2：肯定會進入中斷的;外部中斷1的觸發條件滿足后會置位外部1的中斷標志，即使后來外部中斷1的觸發條件消失了，也不會清除已置位的中斷標志，所以等定時器0的中斷處理完后，程序判斷外部中斷的中斷標志為1后依然會進入外部中斷1處理程序的，只有在外部中斷1處理程序中執行reti指令才會硬件清除外部中斷1的中斷標志(這也正是為什么中斷返回使用reti指令而不可以用ret替換的原因)...
擴展閱讀：單片機中斷處理過程：中斷響應 中斷處理 中斷返回詳解
編輯：admin 最后修改時間：2019-07-31
