บทที่ 5 Interrupt

บทที่ 5Interrupt เทอดศักดิ์ ลิ่วหาทอง สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง

Interrupt • ปัญหาของการเขียนโปรแกรมติดต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงจำนวนมากคือ • ไม่ทราบเวลาที่แน่นอนที่อุปกรณ์ต่อพ่วงเหล่านั้นต้องการติดต่อกับ PIC • ทำให้ PIC ต้องทำการวนตรวจสอบตลอดเวลาว่าเมื่อไหร่อุปกรณ์ต่อพ่วงต้องการที่จะติดต่อด้วย • เทคนิคที่ใช้ในการตรวจสอบมีอยู่ 2 เทคนิคคือ • Polling • Interrupt

Polling • Polling เป็นการเขียนโปรแกรมเพื่อตรวจสอบโลจิกที่ได้รับจากอุปกรณ์ต่อพ่วงตลอดเวลาว่าเมื่อไหร่ที่อุปกรณ์ต่อพ่วงต้องการที่จะติดต่อด้วย • ตัวอย่างเช่นการตรวจสอบการกดสวิทช์ โปรแกรมจะ ต้องตรวจสอบตลอดเวลาว่าเมื่อไหร่ที่ผู้ใช้กดสวิทช์ • ข้อดีของ Polling คือเขียนโปรแกรมง่าย และ ตรวจสอบการทำงานของโปรแกรมได้ง่าย • ข้อเสียคือ PIC จะต้องเสียเวลาในการตรวจสอบการ กดสวทช์ตลอดเวลาทำให้ไม่สามารถทำงานอย่างอื่นได้ while(1) { if(PORTBbits.RB0==0) { i++; if(i==8) i=7; PORTD = LED[i]; Delay10KTCYx(100); } if(PORTAbits.RA5==0) { i--; if(i<0) i=0; PORTD = LED[i]; Delay10KTCYx(100); } }

Interrupt • Interrupt เป็นวงจรดิจิตอลที่อยู่ใน PIC ทำการตรวจสอบโลจิกที่ได้รับจากอุปกรณ์ต่อพ่วง • เมื่อวงจรตรวจพบว่าอุปกรณ์ต่อพ่วงต้องการติดต่อด้วยก็จะไปเรียกโปรแกรมที่เหมาะสมต่อไป (Interrupt Service Routine ISR) Interrupt Service Routine i++; if(i==8) i=7; PORTD = LED[i]; Delay10KTCYx(100);

Interrupt Source • สัญญาณ Interrupt ของ PIC18F8722 มีดังนี้ • TMR0, TMR1, TMR2, TMR3, TMR4 เป็นสัญญาณ Interrupt ที่เกิดจากวงจร Timer ที่อยู่ภายใน PIC • RB เป็นสัญญาณ Interrupt ที่เกิดจากการตรวจสอบว่ามีบิทใดบิทหนึ่งของ RB<0:7> มีการเปลี่ยนสถานะ • INT0, INT1, INT2, INT3 เป็นสัญญาณ Interrupt ที่เกิดจากอุปกรณ์ต่อพ่วงภายนอกส่งสัญญาณมาบอก PIC ว่าต้องการติดต่อด้วย

Interrupt Priority • เนื่องจาก PIC สามารถรับสัญญาณ Interrupt ได้หลายสัญญาณ • ดังนั้นจึงมีโอกาสที่จะมีสัญญาณ Interrupt หลายสัญญาณส่งไปให้ PIC พร้อมๆกัน หรือในเวลาที่ใกล้เคียงกัน • ตัวอย่างเช่นผู้ใช้กดสวิทช์เพื่อส่งสัญญาณ INT0 ไปบอก PIC ว่าต้องการติดต่อด้วย พร้อมกับ TMR0 ส่งสัญญาณ Interrupt ไปบอก PIC ให้อ่านค่าอุณหภูมิจาก Thermal Sensor • ดังนั้นจะต้องมีวิธีการเพื่อตัดสินใจว่าจะให้ PIC ทำการติดต่อกับผู้ใช้ก่อน หรือจะให้อ่านค่าจาก Thermal Sensor ก่อน

Interrupt Priority • ถ้า PIC ตัดสินใจติดต่อกับผู้ใช้ก่อนที่จะไปอ่านค่าจาก Thermal Sensor แสดงว่า INT0 มี Priority สูงกว่า TMR0 • แต่ถ้า PIC อ่านค่าจาก Thermal Sensor ก่อนติดต่อกับผู้ใช้ แสดงว่า TMR0 มี Priority สูงกว่า INT0 • ถ้ามีสัญญาณ Interrupt ที่มี Priority สูง (High Priority) PIC จะไปเรียกโปรแกรมที่เก็บไว้ใน Address ที่ 0008H • แต่ถ้ามีสัญญาณ Interrupt ที่มี Priority ต่ำ (Low Priority) PIC จะไปเรียกโปรแกรที่เก็บไว้ใน Address ที่ 0018H

Interrupt • void main (void) • { • กำหนดคุณสมบัติของ I/O Port, ADC,Timer และ Interrupt • กำหนดค่าเริ่มต้นของ I/O Port • while (1) • { • คำสั่งที่ 1; • คำสั่งที่ 2; • : • คำสั่งที่ N • } • } • 0018H • Timer Interrupt (Low Priority Interrupt) • อ่านค่าจาก Thermal Sensor • { • คำสั่งที่ 1; • คำสั่งที่ 2; • คำสั่งที่ 3; • : • คำสั่งที่ N • } • 0008H • INT0 Interrupt (High Priority Interrupt) • ติดต่อกับผู้ใช้ • { • คำสั่งที่ 1; • คำสั่งที่ 2; • : • คำสั่งที่ N • }

Interrupt Bit • สัญญาณ Interrupt แต่ละสัญญาณมี Flag, Enable และ Priority Bit เพื่อใช้ควบคุมการทำงานดังนี้ • Flag Bit (TMR0IF, TMR1IF, TMR2IF, TMR3IF, TMR4IF, RBIF, INT0IF, INT1IF, INT2IF, INT3IF) ถ้าเป็น 1 คือตรวจสอบพบสัญญาณ Interrupt ถ้าเป็น 0 คือไม่พบสัญญาณ Interrupt • Enable Bit (TMR0IE, TMR1IE, TMR2IE, TMR3IE, TMR4IE, RBIE, INT0IE, INT1IE, INT2IE, INT3IE) ถ้าเป็น 1 คือ Enable ถ้าเป็น 0 คือ Disable

Interrupt Bit • Priority Bit (TMR0IP, TMR1IP, TMR2IP, TMR3IP, TMR4IP, RBIP, INT0IP, INT1IP, INT2IP, INT3IP) ถ้าเป็น 1 คือตั้งให้เป็น High Priority ถ้าเป็น 0 ตั้งให้เป็น Low Priority

Interrupt Bit • นอกจาก Flag, Enable, และ Priority ที่สัญญาณ Interrupt แต่ละตัวต้องมีแล้ว ยังมีบิทที่ใช้ควบคุมการทำงานทั้งหมดของสัญญาณ Interrupt คือ • IPEN (Interrupt Priority Enable) ถ้าเป็น 1 เป็นการ Enable การทำงานแบบ Priority ถ้าเป็น 0 คือไม่มีการทำงานแบบ Priority

IPEN=1 • GIEH (Global Interrupt Enable High) ถ้าเป็น 1 จะ Enable สัญญาณ Interrupt ทุกตัวที่มี Priority Bit = 1 ถ้าเป็น 0 จะ Disable สัญญาณ Interrupt ทุกตัวที่มี Priority Bit = 1 • GIEL (Global Interrupt Enable Low) ถ้าเป็น 1 จะ Enable สัญญาณ Interrupt ทุกตัวที่มี Priority Bit = 0ถ้าเป็น 0 จะ Disable สัญญาณ Interrupt ทุกตัวที่มี Priority Bit = 0

IPEN=1 • ถ้า Flag Bit ของสัญญาณ Interrupt แบบ High Priority เท่ากับ 1 PIC จะไปเรียกโปรแกรมที่ Address 0008H • ถ้าFlag Bit ของสัญญาณ Interrupt แบบ Low Priority เท่ากับ 1 PIC จะไปเรียกโปรแกรมที่ Address 0018H

IPEN=0 • PEIE (Peripheral Interrupt Enable) ถ้าเป็น 1 จะ Enable สัญญาณ Interrupt จากอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกตัว ถ้าเป็น 0 จะ Disable สัญญาณ Interrupt จากอุปกรณ์ต่อพ่วงทุกตัว • GIE(Global Interrupt Enable) ถ้าเป็น 1 จะ Enable สัญญาณ Interrupt ทุกตัว ถ้าเป็น 0 จะ Disable สัญญาณ Interrupt ทุกตัว • เมื่อ Flag Bit ของสัญญาณ Interrupt ตัวใดตัวหนึ่งเป็น 1 PIC จะไปเรียกโปรแกรมที่ Address 0008H

Interrupt Respond • เมื่อ Flag Bit = 1 และ PIC เรียกใช้โปรแกรม Interrupt Service Routine (ISR) แล้วจะทำให้ GIEH = 0, GIEL = 0 (ถ้า IPEN = 1) หรือ GIE = 0 (ถ้า IPEN = 0) • เพื่อป้องกันไม่ให้ PIC รับสัญญาณ Interrupt อื่นอีก • สัญญาณ Interrupt แบบ High Priority สามารถแทรกการทำงานของ Interrupt แบบ Low Priority แต่สัญญาณ Interrupt แบบ Low Priority ไม่สามารถแทรกการทำงานของ Interrupt แบบ High Priority

Interrupt Respond • เนื่องจาก PIC มีสัญญาณ Interrupt อยู่หลายสัญญาณ ดังนั้นเมื่อ ISR ถูกเรียกใช้แล้ว โปรแกรมจะต้องทำการตรวจสอบว่า เป็นสัญญาณ Interrupt ชนิดใด โดยการตรวจสอบว่า Flag Bit ของ Interrupt ตัวใดเป็น 1 • เพื่อป้องกันไม่ให้ PIC รับสัญญาณ Interrupt อื่นอีก • เมื่อออกจาก ISR แล้ว GIE = 1 (หรือ GIEH=1, GIEL=1) โดยอัตโนมัติเพื่อให้ PIC สามารถรับสัญญาณ Interrupt ตัวใหม่ได้

บทที่ 5 Interrupt