interrupt和using在C51中斷中的使用

interrupt和using都是C51的關(guān)鍵字。C51中斷過程通過使用interrupt關(guān)鍵字和中斷號(0到3)來實現(xiàn),中斷號指明了中斷程序的入口地址。有了這一聲明，編譯器不需理會寄存器組參數(shù)的使用和對累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數(shù)據(jù)指針和默認的寄存器的保護。只要在中斷程序中用到，編譯器會把它們壓棧，在中斷程序結(jié)束時將他們出棧。C51支持所有5個8051標準中斷（從0到4）和在8051系列（增強型）中多達27個的中斷源。

using關(guān)鍵字用來指定中斷服務(wù)程序使用的寄存器組。用法是：using后跟一個0到3的數(shù)，對應(yīng)著4組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，默認的工作寄存器組就不會被壓棧，這將節(jié)省32個處理周期，因為入棧和出棧都需要2個處理周期。這一做法的缺點是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個寄存器組，否則參數(shù)傳遞會發(fā)生錯誤。因此對于using，在使用中需靈活取舍。

如果在ISR（中斷服務(wù)函數(shù)）中使用寄存器，那么必須處理好using的使用問題：

1、中斷服務(wù)函數(shù)使用using指定與主函數(shù)不同的寄存器組（主函數(shù)一般使用Register bank 0）。

2、中斷優(yōu)先級相同的ISR可用using指定相同的寄存器組，但優(yōu)先級不同的ISR必須使用不同的寄存器組，在ISR中被調(diào)用的函數(shù)也要使用using指定與中斷函數(shù)相同的寄存器組。

3、如果不用using指定，在ISR的入口，C51默認選擇寄存器組0，這相當于中斷服務(wù)程序的入口首先執(zhí)行指令：MOV PSW #0

這點保證了，沒使用using指定的高優(yōu)先級中斷。可以中斷使用不同的寄存器組的低優(yōu)先級中斷。

4、使用using關(guān)鍵字給中斷指定寄存器組，這樣直接切換寄存器組而不必進行大量的PUSH和POP操作，可以節(jié)省RAM空間，加速MCU執(zhí)行時間。寄存器組的切換，總的來說比較容易出錯，要對內(nèi)存的使用情況有比較清晰的認識，其正確性要由你自己來保證。特別在程序中有直接地址訪問的時候，一定要小心謹慎！至于“什么時候要用到寄存器組切換”，一種情況是：當你試圖讓兩個（或以上）作業(yè)同時運行，而且它們的現(xiàn)場需要一些隔離的時候，就會用上了。在ISR或使用實時操作系統(tǒng)RTOS中，寄存器非常有用。

寄存器組使用的原則：

1、8051的最低32個字節(jié)分成4組8寄存器。分別為寄存器R0到R7。寄存器組由PSW的RS1(PSW^4)、RS0(PSW^3)兩位選擇。在ISR中，MCU可以切換到一個不同的寄存器組。對寄存器的訪問不可位尋址，C51編譯器規(guī)定使用using或禁止中斷的函數(shù)（#pragma disable）均不能返回bit類型的值。

2、主程序（main函數(shù)）使用一組，如bank 0；低中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用第二組，如bank 1；高中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用另外一組，如bank 2。顯然，同級別的中斷使用同一組寄存器不會有問題，因為不會發(fā)生中斷嵌套；而高優(yōu)先級的中斷則要使用與低優(yōu)先級中斷不同的一組，因為有可能出現(xiàn)在低優(yōu)先級中斷中發(fā)生高優(yōu)先級中斷的情況。編譯器會自動判斷何時可使用絕對寄存器存取。

3、在ISR中調(diào)用其它函數(shù)，必須和中斷使用相同的寄存器組。當沒用NOAREGS命令做明確的聲明，編譯器將使用絕對寄存器尋址方式訪問函數(shù)選定（即用using或REGISTERBANK指定）的寄存器組，當函數(shù)假定的和實際所選的寄存器組不同時，將產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果，從而可能出現(xiàn)參數(shù)傳遞錯誤，返回值可能會在錯誤的寄存器組中。

舉一例子：當需要在中斷內(nèi)和中斷外調(diào)用同一個函數(shù)，假定按照程序的流程控制，不會出現(xiàn)函數(shù)的遞歸調(diào)用現(xiàn)象，這樣的調(diào)用會不會出現(xiàn)問題？若確定不會發(fā)生重入情況，則有以下兩種情況：

1、如果ISR和主程序使用同一寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，若ISR沒有使用using為其指定寄存器區(qū)，則缺省也使用BANK 0），則不需其他設(shè)置。

2、如果ISR和主程序使用不同的寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，ISR使用using指定了其他BANK），則被調(diào)用函數(shù)必須放在：#pragma NOAREGS和#pragma AREGS控制參數(shù)對中，指定編譯器不要對該函數(shù)使用絕對寄存器尋址方式；或者也可在Options->C51，選中“Dont use absolute register accesses”，使所有代碼均不使用絕對寄存器尋址方式（這樣，執(zhí)行效率將稍有降低）。不論以上的哪一種情況，編譯器均會給出重入警告，需手工更改OVERLAY參數(shù)，做重入說明。

3、還有一種辦法：如果被調(diào)用函數(shù)的代碼不是很長，還是將該函數(shù)復(fù)制一份，用不同的函數(shù)名代替，這種情況適合ROM有足夠多余的空間。

因此，對using關(guān)鍵字的使用，如果沒把握，寧可不用，交給編譯系統(tǒng)自己去處理好了。

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以下是夢游的一些分析：

一、中斷函數(shù)是一個特殊的函數(shù)，沒有參數(shù)，也沒有返回值；但是程序中允不允許使用return呢？答案是允許的，不過只能用"return;"，不能用"return(z);"；用在一些需要快速返回的地方，對應(yīng)的匯編會有多個reti語句，相對效率會高一些。

二、using的用法。using可以修飾任何函數(shù)，不過個人建議只用來修飾中斷函數(shù)；簡單的說，“using”會指定工作寄存器組，由于中斷函數(shù)一般都是比較緊急的事情，有時一條語句都會斤斤計較，所以使用using切換寄存器組可以省去一些壓棧的動作，由于51只有兩級中斷，同級中斷不能被打斷，因此，我們可以同級中斷設(shè)成同樣的寄存器組，從某種意義上來說，有一組寄存器是多余的。同時個人建議中斷函數(shù)應(yīng)該使用using這個關(guān)鍵字。

三、中斷中調(diào)用函數(shù)，首先要討論中斷函數(shù)中調(diào)用函數(shù)的必要性，前天在論壇上我和別人爭論過這個問題，現(xiàn)在我還是這個觀點：有些情況中斷中調(diào)用函數(shù)還是必要的，這個時候是不是該調(diào)用函數(shù)，其實和普通函數(shù)差不多，首先是這個函數(shù)如果調(diào)用多次，或者要帶一些參數(shù)什么的就更加必要的；前天有人跟我叫勁，說假如只調(diào)用一次且無參數(shù)無返回的函數(shù)要直接寫，因為如果用函數(shù)，至少會增加CALL和RET兩條語句，我不敢茍同，我是實際調(diào)試發(fā)現(xiàn)的，當你程序比較復(fù)雜時，你將那部單獨拉出來做成函數(shù)，可能代碼和時間都會更好。

四、中斷中調(diào)用的函數(shù)最好不要被中斷外的其它函數(shù)調(diào)用，因為會出現(xiàn)“重復(fù)調(diào)用”的警告，有時這種調(diào)用是很致命的，有人說這個函數(shù)可以用reentrant來修飾，是的，的確可以這樣解決，不過個人不建議這么做，因為這樣會減少很多堆棧空間，并且整個程序的優(yōu)化要差很多，個人建議出現(xiàn)這種情況就把這個函數(shù)寫兩遍，分成兩個函數(shù)分別調(diào)用。

五，中斷調(diào)用了函數(shù)，會出現(xiàn)一些莫名其妙的問題，一些數(shù)據(jù)不對。其實一般是因為匯編中使用了絕對寄存器引起的，有人說中斷函數(shù)使用哪個寄存器組，被中斷調(diào)用的函數(shù)就使用哪個寄存器組，我認為這樣不好：

這樣會增加額外的消耗，使用using會增加一下語句：

PUSH PSW

MOV PSW, #XX

....

POP PSW

更重要的是，使用using的函數(shù)不能有返回值，這是致命傷。

個人推薦的方法有兩種：

1、使用“#pragma NOAREGS”禁止使用絕對寄存器

2、使用“#pragma RB(x)”來指定本文件的工作寄存器組

六、一般說來，要求中斷函數(shù)盡可能的短，但也有特殊情況，有些前/后臺的系統(tǒng)中，就會把很多相對重要的事情放到定時中斷（這個定時中斷類似實時操作系統(tǒng)中的時鐘節(jié)拍）去做，而且程序很長。我單獨提出來這點是想告訴大家，中斷函數(shù)也是一個函數(shù)而已，只要系統(tǒng)有必要，可以做一些看似不合理的事情，該出手時就出手，就像goto語句一樣。