> 摘要：为了解决MCS-51系列单片机只能由IP寄存器设定两级优先级的问题，文中给出
了利用软件对中断优先级进行扩展的方法，同时给出了高于两个优先级的多优先级软件
扩展程序。
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> 关键词：单片机；中断；优先级；寄存器
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> １ 引言
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> 所谓中断是指当ＣＰＵ正在处理某件事情的时候，外部发生的某一事件（如一个电平
的变化，一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求ＣＰＵ迅速去处理，于是ＣＰＵ
暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后，再回到原
来被中止的地方继续原来的工作，这样的一个过程称之为中断。以８０５１为例，中断
系统含有５个中断源，分别是外部中断０请求（ＩＮＴ０），外部中断１请求（ＩＮＴ
１），定时／计数器０溢出中断请求（Ｔ０），定时／计数器１溢出中断请求（Ｔ１）
以及串行口中断请求（Ｔｘ／Ｒｘ）。既然系统含有５个中断源，就有可能出现数个中
断源同时提出中断请求的情况，这样，设计人员必须事先根据它们的轻重缓急来为每个
中断源确定ＣＰＵ对其的响应顺序。然而，对于中断优先级寄存器ＩＰ来说，只可能设
定两级优先，即控制位为１时对应的中断源为高级中断，反之，控制位为０时对应的为
低级中断。这样就出现一个问题：如果一个中断正在执行，如何才能让它响应同级甚至
是低级中断请求呢？
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> ２ 中断多优先级的扩展
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> 根据８０５１的结构特点，其中断系统中含有两个不可寻址的“优先级生效”触发
器。一个用于指出ＣＰＵ是否正在执行高优先级的中断服务程序，这个触发器为１时，
系统将屏蔽所有的中断请求；另一个则指出ＣＰＵ是否正在执行低优先级中断服务程
序，该触发器为１时，将阻止除高优先级以外的一切中断请求。由此可见，若要响应同
级甚至是低级中断请求，必须使得该“优先级生效”触发器清零。但该触发器又是不可
寻址的，所以无法用软件直接清零。遍历系统所提供的１１１条指令，只有ＲＥＴＩ可
以达到此目的。该指令可在ＣＰＵ执行该指令时，一方面清除中断响应时所置位的“优
先级生效”触发器，另一方面可从当前栈顶弹出断点地址送入程序计数ＰＣ，从而返回
主程序。
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> ３ 软件扩展方法
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> ３．１ 高级中断源响应低级中断源的软件设计
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> 现以当前ＩＥ＝８４Ｈ（开放外部中断１及总控制位），ＩＰ＝０４Ｈ设定ＩＮＴ
１为高优先级正在执行外部中断１服务子程序为例来进行说明。如欲响应串行口中
断，也就是要实现高级中断源响应低级中断源，设计时可加入如下代码而无须改变ＩＰ
寄存器的内容：
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> ＰＵＳＨ ＩＥ ；ＩＥ内容入栈保护
>
> ＭＯＶ ＩＥ ， ＃１００１００００Ｂ ；开放串行口中断
>
> ＣＡＬＬ ＰＰ ；继续执行原中断子程序，但可
>
> 随时响应串行口中断请求
>
> ．．．
>
> ＰＯＰ ＩＥ ；恢复原ＩＥ内容
>
> ＲＥＴＩ
>
> ＰＰ： ＲＥＴＩ
>
> ３．２ 同级中断源之间的响应
>
> 上述代码体现了高级中断源（ＩＮＴ１）响应低级中断源（串行口）的软件实现方
法。但是， ８０５１系统共含有５个中断源，因此必须解决同优先级中断之间的嵌套
问题，具体源程序如下：
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> ＯＲＧ ００００Ｈ
>
> ＬＪＭＰ ＭＡＩＮ
>
> ＯＲＧ ０００３Ｈ
>
> ＬＪＭＰ Ｘ０ ；ＩＮＴ０入口地址
>
> ＯＲＧ ０００ＢＨ
>
> ＬＪＭＰ Ｔ０ ；Ｔ０入口地址
>
> ＯＲＧ ００１３Ｈ
>
> ＬＪＭＰ Ｘ１ ；ＩＮＴ１入口地址
>
> ＯＲＧ ００１ＢＨ
>
> ＬＪＭＰ Ｔ１ ；Ｔ１入口地址
>
> ＯＲＧ ００２３Ｈ
>
> ＬＪＭＰ ＳＳ ；串行口入口地址
>
> ＭＡＩＮ： ＭＯＶ ＩＥ ，＃９ＦＨ ；开放所有中断
>
> ＭＯＶ ＩＰ，＃０３Ｈ ；设定ＩＮＴ０、Ｔ０为高优先级
>
> ＳＪＭＰ ＄
>
> Ｘ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ０ＲＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｘ０ＲＬ，清＂高优先级生效＂
>
> 触发器，此时可响应其它中断请求
>
> Ｘ０ＲＬ：· ；ＩＮＴ０子程序的真实入口地址
>
> ·
>
> ·
>
> ·
>
> ＰＯＰ ＤＰＨ
>
> ＰＯＰ ＤＰＬ
>
> ＲＥＴＩ
>
> Ｔ０： ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ０ＲＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｔ０ＲＬ，清＂高优先级生效＂
>
> 触发器，此时可响应其它中断请求
>
> Ｔ０ＲＬ： · ；Ｔ０子程序的真实入口地址
>
> ·
>
> ·
>
> ·
>
> ＰＯＰ ＤＰＨ
>
> ＰＯＰ ＤＰＬ
>
> ＲＥＴＩ
>
> Ｘ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｘ１ＲＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｘ１ＲＬ，清“高优先级生效”
>
> 触发器，此时可响应其它中断请求
>
> Ｘ１ＲＬ： · ；ＩＮＴ１子程序的真实入口地址
>
> ·
>
> ·
>
> ·
>
> ＰＯＰ ＤＰＨ
>
> ＰＯＰ ＤＰＬ
>
> ＲＥＴＩ
>
> Ｔ１： ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃Ｔ１ＲＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝Ｔ１ＲＬ，清＂高优先级生效＂
>
> 触发器，此时可响应其它中断请求
>
> Ｔ１ＲＬ： · ；Ｔ１子程序的真实入口地址
>
> ·
>
> ·
>
> ·
>
> ＰＯＰ ＤＰＨ
>
> ＰＯＰ ＤＰＬ
>
> ＲＥＴＩ
>
> ＳＳ： ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃ＳＳＲＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＬ
>
> ＰＵＳＨ ＤＰＨ
>
> ＲＥＴＩ ；（ＰＣ）＝ＳＳＲＬ，清＂高优先级生效＂
>
> 触发器，此时可响应其它中断请求
>
> ＳＳＲＬ： · ；串行口子程序的真实入口地址
>
> ·
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> ·
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> ·
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> ＰＯＰ ＤＰＨ
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> ＰＯＰ ＤＰＬ
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> ＲＥＴＩ
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> 上述程序利用ＩＰ寄存器给出了两级优先级，其中ＩＮＴ０、Ｔ０为高优先级，ＩＮ
Ｔ１、Ｔ１串行口为低优先级。为使某中断能响应同级甚至低级中断，只要在中断服务
子程序中用ＲＥＴＩ指令清除相应的不可寻址的“优先级生效”触发器即可。程序一开
始的两条ＰＵＳＨ指令的作用是对原始数据进行入栈保护（如此时ＤＰＴＲ中的数据不
需保留，则这两条压栈指令也可不要，相应的弹栈指令也可不要），然后将其真实子程
序入口地址入栈，并经ＲＥＴＩ出栈后弹给ＰＣ指针，以便在执行完ＲＥＴＩ后正确执
行真实子程序。当该中断服务子程序执行完毕后，ＲＥＴＩ将返回主程序断点处以继续
执行原来程序。
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> ４ 结束语
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> 本文所阐述的多优先级扩展方法是纯软件方法，该方法只需在程序中加入为数不多的
相应代码，便可进行各种中断嵌套（如同优先级响应或高优先级响应低优先级等）。此
方法的代价是要花费更多的中断响应时间，但相对于添加硬件扩展的方法而言，这点代
价还是值得的
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