MC9S12XS128 事件处理

时间：2022-11-13 00:30:00 三极管128 mc8位电容 mc104电容 mc33340集成电路

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MC9S12XS128 事件处理
- 一、复位
- - 1.1 上电复位（Power-On Reset ）
  - 1.2 外部复位（External Hardware Reset ）
  - 1.3 正常复位计算机工作（Computer Operating Properly）
  - 1.4 时钟监控复位（Crystal Monitor ）
- 二、中断
- - 2.1 /XIRQ非屏蔽中断
  - 2.2 非法指令陷阱
  - 2.3 软件中断指令 SWI
  - 2.3 中断现场保护
  - 2.4 中断寄存器
  - 2.4 中断优先级
  - 2.5 中断向量表

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一、复位

1.1 上电复位（Power-On Reset ）

在 S12 的 VDD 引脚上的正变化会触发上电复位，当给 S12 上电时，以已知确定的设置启动，具体启动流程如下图所示

首先 VDD 正跳变初始化

然后 CPU 经历 8192 个 E-clock 延时保持晶振的稳定
CPU 内部软件复位，启动系统

如果VDD上升缓慢，延迟结束时尚未到达MCU额定工作电压，然后退出POR开始工作可能会有意想不到的结果，特别是片内EEPROM如果在混乱中意外重写，系统信息将丢失

1.2 外部复位（External Hardware Reset ）

为解决上述问题，S12有一个标记 /RESET 低电平有效复位引脚，上电阶段让系统 /RESET 引脚保持足够长时间的有效电平，与电压连接，确保电压达到额定值后释放引脚，在断电阶段，通过监测电源电压，确保在额定值之前/RESET有效，强迫MCU进入复位状态，停止运行，引脚电压低时，触发复位

简单的 RC 延时复位电路在里面不能使用，因为 MCU 内部还有 COP 两个复位源和时钟监控电路复位MCU 时也会将/RESET拉下引脚，然后释放，而MCU复位源必须依靠引脚状态来判断，然后转向不同的入口。事实上，一旦出现复位条件，内部电路将/RESET从内部采样/RESET如果引脚还是低电平，CPU被认为是外部复位；如果回到高电平，说明是内部复位。如果加上RC电路内部拉低/RESET引脚并释放后，由于电容充电延迟效应，其电平很难在32个E时钟周期内恢复到高状态，这是可能的MCU复位源的错误判断

我们可以使用以下复位电路

三极管的使用如下：

注：上电复位和RESET引脚复位共用一个复位向量 $FFFE ~ $FFFF，必须确保矢量指向工作程序入口

1.3 正常复位计算机工作（Computer Operating Properly）

COP 系统允许 S12 检测软件执行故障。通常，COP在软件开发过程中关闭。这是一个重要的安全功能。COP该系统包含用户设置的倒计数定时器。若定时器过期，则触发系统复位。为防止定时器过期，倒计数定时器故障前必须执行程序ARM/RESET COP定时器寄存器（COPRST）中写入 $55 和 $AA，他通常有另一个名字:看门狗，如果不在设定的周期内喂狗，会导致系统软件复位

COP矢量地址的复位是 $FFFA ~ $FFFB，他必须在超时前被服务，其有一个控制寄存器如下：

COPCTL - COP 控制寄存器（$003C）

	Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
功能	WCOP	RSBCK	0	0	0	CR2	CR1	CR0
复位	0	0	0	0	0	0	0	0

WCOP - Window COP Mode

1 : Window COP operation
0 : Normal COP operation

COP可在普通模式或可在普通模式下运行Window模式，在window在操作模式下，软件必须服务COP最后25%的超时期选择；如果软件试图写入ARM 的 COP寄存器在 window 之外，COP将产生复位
CR[2:0]

COP 看门狗定时器超时间间隔

ARMCOP - COP 复位寄存器（$003F）

Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
0	0	0	0	0	0	0	0

为防止定时器过期，倒计数定时器故障前必须执行程序 ARMCOP定时器寄存器（COPRST）中写入 $55 和 $AA，写入除 $55 和 $AA 使用任何其他内容MCU立即复位

<3> 1.4 时钟监控复位（Crystal Monitor ）

CPU 内部集成了时钟监视器，它专门负责监视系统时钟是否正常，如果时钟频率跌到预定值以下，它就会强制系统复位，这同时也等于为 MCU 限定了一个最低工作频率，当系统选用的时钟频率过低时，时钟监视器也会动作。复位后时钟监视器默认为关闭状态，如果确实需要在低速度下工作，可以不启动它

时钟监视器复位的矢量地址是 $FFFC ~ $FFFD，其优先级仅低于上电复位

PLLCTL — CRG PLL 控制寄存器（$003A）

Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
CME	PLLON	FM1	FM0	FSTWKP	PRE	PCE	SCME
1	1	0	0	0	0	0	1

CME——Clock Monitor Enable
1 = 允许时钟监控功能
0 = 禁止时钟监控功能
SCME——Self-Clock-Mode Enable
1 = 检测到晶振时钟失效，MCU进入自时钟模式；
0 = 检测到晶振时钟失效时，引起时钟监控复位

序号	堆栈地址	入栈内容	说明
1	SP － 2	RTNH:RTNL	保存中断返回地址
2	SP － 4	YH:YL	保存变址寄存器Y
3	SP － 6	XH:XL	保存变址寄存器X
4	SP － 8	B:A	保存累加器B:A(D)
5	SP － 9	CCR	保存程序状态字CCR

中断响应前，堆栈必须有效，SP必须指向一个有效的RAM区，而且堆栈的大小必须不少于9个字节

2.4 中断寄存器

2.4.1 INTCR — 中断控制寄存器（$001E）

Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
IRQE	IRQEN	0	0	0	0	0	0
0	1	0	0	0	0	0	0

IRQE - Interrupt Select Edge Sensitive

1 = IRQ PIN is configured for negative edge
0 = IRQ PIN is configured for level sensitive

IRQEN - External IRQ Enable

1 = IRQ PIN is connected to interrupt logic
0 = IRQ PIN is disconnected from interrupt logic

2.4.2 HPRIO — 高优先级设定寄存器（$001F）

Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
PSEL7	PSEL6	PSEL5	PSEL4	PSEL3	PSEL2	PSEL1	0
1	1	1	1	0	0	1	0

该寄存器用于将某个可屏蔽中断的优先级 “ 推进 ” 为可屏蔽中断的最高可能中断，复位后该寄存器默认值为 $F2，则IRQ（ $FFF2，$FFF3）中断在可屏蔽中断中的优先级最高

写入HPRIO中的中断向量的后八位，可以改变中断的优先级
优先级的作用只有在多个中断源同时请求中断时在能体现

2.4 中断优先级

一般来说，不可屏蔽中断比可屏蔽中断的优先级高，上面我们提到的几个优先级的顺序如下：

RESET > 时钟监控复位 > COP 看门狗复位 > 非法指令陷阱 > 软件中断指令（SWI） > XIRQ

中断响应的三种状态

默认状态：

在进入中断服务程序时，I位自动置1，禁止其他可屏蔽中断
即使有优先级更高的中断请求，必须等当前中断服务程序执行完以后才能响应
优先级的作用只有在多个中断源同时请求中断时才能体现
无法实现中断嵌套

中断嵌套状态

在进入中断服务程序时，手动对I位清零
任何其他可屏蔽中断都可以被响应，无论其优先级有多高

中断优先处理机制

与上面中断处理机制不同的是，低优先级的中断可以被高优先级响应

开启优先处理机制的方法

在中断服务程序中，首先对 I 清零，即EnableInterrupts
选择优先级更高的中断源可以进入响应中断
设置优先等级

优先等级	设置方式
两级	一个中断源为低优先级，其他为高优先级在低优先级中断服务程序中，对 I 位清零在高优先级中断服务程序中，不清零
多级	利用局部的中断屏蔽位比如Timer Channel0 的中断屏蔽位 TIE_C0I

2.5 中断向量表

中断向量表是中断源的识别标志，可用来 形成相应的中断服务程序的入口地址或存放中断服务程序的首地址称为中断向量，默认的向量表如下：

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