A. Interrupt-Technik
Für den Mikrocontroller existieren die zwei
Betriebszustände RUN oder STOP.
Im RUN befindet sich die CPU fortwährend in
einer Programmschlaufe, um den gegebenen Befehlscode
auszuführen.
Diese Schlaufe beinhaltet neben dem eigentlichen
Hauptprogramm (Main) auch allfällige Unterprogramme (Subroutine).
Veränderungen an I/O-Ports werden durch sog.
Polling erfasst, worunter eine permanent-zyklische Statusabfrage
der Register durch die CPU zu verstehen ist.
Um den Controller von dieser an sich monotonen und
zeitraubenden Tätigkeit zu entlasten, bedient man sich der
Interrupt-Request-Methode. Darunter wird die prozessgesteuerte
Programmbearbeitung verstanden, welche hardwareseitig durch ein Ereignis
(Signalwechsel) oder ein Zeitintervall (Timerüberlauf) ausgelöst
wird.
Die controllerspezifisch vorhandenen Interrupt-Quellen
können dabei sowohl interner als auch externer Natur sein.
Damit die CPU beim Auftreten einer
Unterbrechungs-Anforderung (Interrupt-Request) die betreffende
Interrupt-Routine handeln kann, muss in einer Tabelle ein Verweis
(Vector) auf die durchzuführende Prozedur vorliegen.
Diese Interrupt-Vektoren werden im Flash-Memory
(Programm- Speicher) durch Adressierung eindeutig
zugeordnet. Wird keine derartige Tabelle installiert, kann an den
Anfangsadressen im Flash auch normaler Programmcode stehen.
Beim AT90S1200 befinden sich die Interrupt-Vektoren in den
untersten Speicherzellen mit den Adressen $000 bis $003.
|
Vector |
Adresse |
Source |
Definition |
|
1 |
$000 |
RESET |
Hardware- oder
Watchdog- Reset (Pin1) |
|
2 |
$001 |
INT0 |
Externe
Interrupt-Anforderung (Pin6) |
|
4 |
$002 |
TIMER0,
OVF0 |
Timer/Counter
Overflow |
|
5 |
$003 |
ANA_COMP |
Analog Comparator
(Pin 12 und Pin 13) |
Die korrekte Installation einer Interrupt-Vektor-Tabelle
mit nachfolgendem Programmcode für einen Timer-IRQ wird durch folgendes
Beispiel veranschaulicht:
.device AT90S1200 ;AVR-MCU
.include "1200def.asm" ;Registerdeklaration
.def .......................... ;
.def .......................... ;
rjmp INIT ;Reset
Handler
reti ;INT0 (ext.)
rjmp blink ;Timer0 Overflow
Handler
reti ;Analog
Comparator
INIT: .........................
;
.................................. ;
.................................. ;
.................................. ;
ldi ligth, .......... ;
ldi timer, ......... ;
out TIMSK, timer
;T0_Interrupt-MaskRegister
ldi timer, ......... ;
out TCNT0, timer ;lösche Timerwert
ldi timer, ......... ;
out TCCR0, timer ;T0_Prescaler
NOP ;(CK/1024 = 65.536 ms)
SEI ;Setze I-Flag im SREG
main: ................................. ;
comp: ................................ ;
.......................................... ;
.......................................... ;
LED: .................................. ;
out PortB, ligth ;
rjmp main ;
blink:
................................ ;
RETI ;Rücksprung aus Interrupt
Der zur Verfügung stehende Timer/Counter T0 ist als
freilaufender 8-Bit-Up-Counter gefertigt. Nach dem durch die
Initialisierungs-Routine vorgenommenen Start des Timers erfolgt beim Überlauf
von $FF nach $00 eine Interrupt- Anforderung (Bit TOV0 im TIFR
=[1]).
Danach wird der zugehörige Interrupt-Vektor ($002) in der
Reset- Vector-Table im Flash ausgelesen, welcher im
Beispiel mit rjmp "blink" auf die
entsprechende Interrupt-Serviceroutine verweist.
Der ProgramCounter wird dabei auf die Adresse des
betreffenden Labels gesetzt, wo dann die weitere Programmbearbeitung
erfolgt.
Die Interrupt-Serviceroutine wird mit RETI abgeschlossen. Dieser Befehl bewirkt einen
Rücksprung in das Hauptprogramm, um dort die zuvor unterbrochene
Programmbearbeitung fortzusetzen.
Die Rücksprungadresse, mit welcher der ProgramCounter
geladen werden muss, befindet sich auf dem 3-Level-Hardwarestack.
Interrupt-Handler
Aufgabe 1
Realisiere durch einen Timer-Interrupt einen Wechselblinker, bestehend aus
2 x 4 LED (0,1,2,3 und 4,5,6,7), welche im Sekundentakt ein/aus geschaltet werden.
In einer Initialisierungsphase sind zuerst die massgebenden Register zu beschalten.
Aufgabe 2
Löse mit einem Microswitch auf dem Starterboard einen Interrupt-Request
(IRQ) aus. Durch den Interrupt soll der Lautsprecher auf dem Digital-Simulator
für 5 s eingeschaltet werden. Auch hier sind zunächst die entsprechenden
Register zu initialisieren.
Aufgabe 3
Mit einem NTC-Widerstand soll bei erhöhter Temperatur (>100 °C)
ein Blinklicht eingeschaltet werden, das nur mittels Hardware-Reset zurückgesetzt
werden kann.