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1、第3章 中断、时钟与低功耗 2、要求、要求 掌握轮询与中断的概念掌握轮询与中断的概念 掌握掌握430中断系统的功能和特点中断系统的功能和特点 掌握系统复位中断、掌握系统复位中断、UNMI和和可屏蔽中可屏蔽中断断 掌握掌握C430中中ISR(Interrupt Service Routine)的编程方法的编程方法 掌握单源中断和多源中断的处理方法掌握单源中断和多源中断的处理方法 掌握时钟系统的特点与使用方法掌握时钟系统的特点与使用方法 掌握掌握AM、LPM0、LPM3、LPM4的特的特点与应用点与应用 1、内容、内容 轮询与中断轮询与中断 430中断系统中断系统 UCS时钟系统时钟系统 UCS模
2、块失效安全操作模块失效安全操作 低功耗工作模式低功耗工作模式 寄存器与控制位寄存器与控制位 例程例程 习题习题 轮询方式和中断方式轮询方式和中断方式 1 轮询方式与中断方式轮询方式与中断方式 轮询轮询(Polling)方式：方式：又称程序控制方式，是让又称程序控制方式，是让CPU以一定的周期按次序查询每一个外以一定的周期按次序查询每一个外 设，看它是否有数据处理的要求，若有则进行相应的服务；若无，或数据处理完毕，设，看它是否有数据处理的要求，若有则进行相应的服务；若无，或数据处理完毕， CPU接着查询下一个外设。接着查询下一个外设。 特点：特点：CPU主动对外设进行查询，外设处于被动地位。主动
3、对外设进行查询，外设处于被动地位。 CPU执行效率低，等待时间长。执行效率低，等待时间长。 中断中断(Interrupt)方式：方式：CPU暂时中止正在执行的程序，转去执行请求中断的那个外设暂时中止正在执行的程序，转去执行请求中断的那个外设 或事件的处理程序，处理完毕后再返回执行原来中止的程序。或事件的处理程序，处理完毕后再返回执行原来中止的程序。 特点：特点：CPU通过响应中断请求为外设提供服务，外设处于主动地位，通过响应中断请求为外设提供服务，外设处于主动地位，CPU在外设没有在外设没有 产生中断时可以专心执行其他程序或休眠，执行效率高产生中断时可以专心执行其他程序或休眠，执行效率高。 中
4、断方式的优点：中断方式的优点： 中断方式下，中断方式下，单片机可选择特定的中断进行响应和处理，可通过相应的中断使能位来使单片机可选择特定的中断进行响应和处理，可通过相应的中断使能位来使能系统希望响应和处理的中断而屏蔽不需要响应和处理的中断。能系统希望响应和处理的中断而屏蔽不需要响应和处理的中断。轮询方式下，轮询方式下，单片机必须单片机必须响应和处理每一个设备。响应和处理每一个设备。 中断方式下，中断方式下，若有多个中断同时发生，单片机可根据中断优先级或程序设定来优先响应若有多个中断同时发生，单片机可根据中断优先级或程序设定来优先响应和处理某一中断。和处理某一中断。轮询方式下，轮询方式下，单片机
5、逐一对设备进行访问，没有优先顺序之分。单片机逐一对设备进行访问，没有优先顺序之分。 中断方式中断方式解决了快速主机与慢速设备的数据传送问题。解决了快速主机与慢速设备的数据传送问题。CPU能够及时处理应用系统的随能够及时处理应用系统的随机事件，增强系统的实时性。机事件，增强系统的实时性。 中断方式下，中断方式下，CPU不必查询和等待外设工作状态，可分时为多个设备服务，提高了不必查询和等待外设工作状态，可分时为多个设备服务，提高了CPU的的工作效率和“并行”工作能力。工作效率和“并行”工作能力。 中断方式下，中断方式下，CPU具有处理设备故障、掉电等突发性事件的能力，可通过中断服务程序具有处理设备
6、故障、掉电等突发性事件的能力，可通过中断服务程序将需要保存的数据及时保护起来，电源正常后再将其恢复，提高了系统的可靠性。将需要保存的数据及时保护起来，电源正常后再将其恢复，提高了系统的可靠性。 2.1 2.1 基本概念基本概念 中断：中断：是是CPU对系统发生的某个事件作出的一种反应。对系统发生的某个事件作出的一种反应。中断可以人为中断可以人为 设定，也可以是为响应突发性随机事件而设置。通常有设定，也可以是为响应突发性随机事件而设置。通常有I/OI/O设备、信设备、信 息故障源等。息故障源等。 中断系统中断系统：实现中断功能的部件，包括中断装置和中断处理程序。：实现中断功能的部件，包括中断装置
7、和中断处理程序。 中断请求中断请求：CPUCPU在执行某一事件在执行某一事件A A的过程中，由于系统内、外的某种原的过程中，由于系统内、外的某种原 因，因，发生了另一事件发生了另一事件B B请求请求CPUCPU迅速去处理。迅速去处理。 中断源：中断源：能发出能发出中断请求中断请求，引起中断的装置或事件，引起中断的装置或事件，分分外部中断源外部中断源和和 内部中断源内部中断源。 中断响应：中断响应：CPUCPU暂时中断当前的工作，转去处理事件暂时中断当前的工作，转去处理事件B B。 中断返回：中断返回：事件事件B B处理结束之后，处理结束之后，再回到原来事件再回到原来事件A A被中断的地方继续被
8、中断的地方继续 处理事件处理事件A A。 中断优先级：中断优先级：不同中断源发出的中断请求重要程度不同，每个中断源不同中断源发出的中断请求重要程度不同，每个中断源 对应一个优先级，称为中断优先级。对应一个优先级，称为中断优先级。作用：作用：多个中断同时发生时，决多个中断同时发生时，决 定那个中断被相应。定那个中断被相应。 中断处理过程：中断处理过程：中断请求、中断响应、中断服务中断请求、中断响应、中断服务和和中断返回中断返回。 断点 中中 断断 请请 求求 中断响应中断响应 中断返回中断返回 执 行 事 件A 继 续 执 行 事 件A 中 断 服 务中 断 服 务1 中断系统中断系统 2 2
9、中断系统中断系统 中断系统功能中断系统功能: 中断优先级排队中断优先级排队通过硬件电路通过硬件电路 或软件查询实现。或软件查询实现。 中断响应中断响应CPU执行完当前指令后执行完当前指令后 响应中断请求，包括保护断点、保响应中断请求，包括保护断点、保 护现场、执行护现场、执行ISR。 中断嵌套中断嵌套CPU响应某一中断时，响应某一中断时， 在开总中断的前提下若有其他中断在开总中断的前提下若有其他中断 发生，发生，CPU将中断当前将中断当前ISR，执行新，执行新 的的ISR。 中断返回中断返回恢复现场、恢复断点，恢复现场、恢复断点， 继续执行原主程序。继续执行原主程序。 主 程 序主 程 序断点
10、 响应低级 中断请求 高 级 中 断 服 务 程 序断点 RETI RETI 返回 主程序 响应高级 中断请求 返回低级 中断程序 低级 中断 程 序 低级 中断 程 序 430中断优先级：中断优先级：固定不变，取决固定不变，取决于模块在中断向量表中的排序。中于模块在中断向量表中的排序。中断向量越高优先级越高。断向量越高优先级越高。 430的三类中断的三类中断: （1）系统复位中断 （2）非屏蔽中断 （3）可屏蔽中断 （1 1）系统复位中断）系统复位中断 系统复位中断源包括：系统复位中断源包括：BOR、POR和和PUC Table 5. Interrupt Sources, Flags, an
11、d Vectors of MSP430F663x Configurations （2 2）非屏蔽中断）非屏蔽中断(Non)(Non)MaskableMaskable Interrupts (Interrupts (NMlsNMls) ) NMI不能被不能被通用中断使能位通用中断使能位GIE( general interrupt enable)屏蔽，但可被其屏蔽，但可被其各自的中断使能位各自的中断使能位屏蔽，屏蔽，430支持支持2种非屏蔽中断：系统非屏蔽中断种非屏蔽中断：系统非屏蔽中断SNMI (system NMI)和用户非屏蔽中断和用户非屏蔽中断UNMI (user NMI ). When
12、an NMI interrupt is accepted, other NMIs of that level are automatically disabled to prevent nesting of consecutive NMIs of the same level. Program execution begins at the address stored in the NMI. 以下中断源可产生以下中断源可产生UNMI： An edge on the RST/NMI pin when configured in NMI mode An oscillator fault occu
13、rs An access violation to the flash memory 以下中断源可产生以下中断源可产生SNMI： Power Management Module (PMM) SVML/SVMH supply voltage fault PMM high/low side delay expiration Vacant memory access JTAG mailbox (JMB) event （3 3）可屏蔽中断）可屏蔽中断MaskableMaskable InterruptsInterrupts 可屏蔽中断由具有中断能力的外设产生，每个可屏蔽中断都可可屏蔽中断由具有中断能力
14、的外设产生，每个可屏蔽中断都可被一个中断使能位单被一个中断使能位单独关闭独关闭，所有的可屏蔽中断，所有的可屏蔽中断可被可被SRSR中的中的GIEGIE位关闭位关闭。 使能总中断（可屏蔽中断）使能总中断（可屏蔽中断）5种方式种方式 _enable_interrupts(); /见见intrinsics.h-本征函数，用于底层控制本征函数，用于底层控制 _bis_SR_register(GIE); /见见intrinsics.h _enable_interrupt(); /见见in430.h-本征函数，用于底层控制本征函数，用于底层控制 _BIS_SR(GIE); /见见in430.h _EINT
15、(); /见见in430.h 关闭总中断（可屏蔽中断）关闭总中断（可屏蔽中断）5种方式种方式 _disable_interrupts(); /见见intrinsics.h _bic_SR_register(GIE); /见见intrinsics.h _disable_interrupt(); /见见in430.h _BIC_SR(GIE); /见见in430.h _DINT(); /见见in430.h 与与MSP430汇编直接对应的汇编直接对应的 本征函数，非本征函数，非C语言标准库，语言标准库， 用于底层控制，见用于底层控制，见 includes-INTRINSICS.H 与与in430.h 2.2 2.2 中断处理过程中断处理过程 （1）中断请求）中断请求 对可屏蔽中断：对可屏蔽中断：When an interrupt is requested from a peripheral and the peripheral interrupt enable bit and GIE bit are set, the ISR is requested. 对非屏蔽中断：对非屏蔽中断：Only the individual enable bit must be set for NMI to be requested. （2）中断处理）中断处理 The interrupt la
