STC32位单片机解决原子操作问题小技巧

王***

原子操作是指一个操作要么完整执行，要么完全不执行，在执行过程中不会被其他任务或中断打断的操作。在多任务环境或中断驱动的嵌入式系统中，原子操作是确保数据一致性和正确性的关键。

而在单片机中，这个打断的来源就是随时可能到来的中断
STC32位单片机：例如一个32位变量，如果在主循环中操作了，同时在中断内也操作了，那么就有可能主程序操作了16个字节，然后进入中断被修改了完整的32个字节，回来以后又被修改了剩下的16个字节，这样就是中断的16+主程序的16个字节，拼不成一个完整的内容了，这就会导致问题出现。
8位单片机：只要操作超过8位的变量，都有可能触发这个问题


但是STC32位单片机，本身是支持32位操作的，8位单片机中断的方法是关闭中断进行保护，写完了再打开。那么32位单片机中有没有更方便方法呢？
有的，只需要在edata区域定义一个32位变量作为缓冲，虽然写入32位变量需要16位16位的操作。但是32位变量到32位变量就只需要一条指令了，单指令的方式，就不存在被中断所打断的问题。

简单来讲，就是让主程序操作的结果，给到一个缓冲32位变量（16位和8位不需要，可以一条指令执行完）
然后由这个缓冲的32位变量去再赋值给需要在主程序和中断内同时操作的变量
而且这个缓冲的32位变量可以重复使用，多个值都可以用来操作，只需要中转一下，这样中断内不操作这个缓冲变量，就可以做到有效隔离
且32位赋值操作一步到位，就没有中断打断问题
完美达到了原子操作的效果

Ayb_***

你这只能解决赋值问题，其它运算一样可能有问题

王***

Ayb_*** 发表于 2026-2-10 15:14
你这只能解决赋值问题，其它运算一样可能有问题

运算可以先操作到中间值，只在最后一步进行赋值就行了
只要解决中断和主循环不要同时分步操作同一个变量就可以解决
赋值只需要一个指令周期


同样的道理，读的时候也使用先读到缓冲变量即可

例如主循环中运算就是
long Tmp_value = 0;//缓冲变量32位变量
long Value = 0;//实际要用的32位变量
while(1)
{
……
Tmp_Value = Value;//先读回来
Tmp_Value = Tmp_Value/2+10;//各种复杂运算
if(Tmp_Value>10)Tmp_Value = 0;//判断什么的都无所谓，这些地方可以被随意打断
Value = Tmp_Value;//最后一个指令过去，单指令周期无法被打断
……
}

中断内
void isr_test(void) interrupt 10
{
Value++;
}
好处是不需要主循环每次访问Value这个变量的时候都进行关总中断保护，防止给忘了（最后结果没赋值过去很明显，但是关总中断方式可能会漏掉一两条，反而不好排查）
如果可以随时打断在任意计算，并且不会对Value产生影响。中断内的Value也可以正常操作
因为中断内不会被再打断（前提是没有其他更高优先级的中断操作这个变量，否则更复杂，也需要保护），平级中断是按顺序执行的，不用担心打断问题

杨***

楼主能不能不关闭中断实现对16/32位XSFR的写的“原子操作”？比如一次写16位的HSFR：
#define     PWMA_CNTRH              (*(unsigned char volatile far *)0x7efece)
#define     PWMA_CNTRL              (*(unsigned char volatile far *)0x7efecf)
或者
#define     PWMA_PSCRH              (*(unsigned char volatile far *)0x7efed0)
#define     PWMA_PSCRL              (*(unsigned char volatile far *)0x7efed1)
或者
sfr         T4H         =           0xd2;
sfr         T4L         =           0xd3;
或者
sfr         T3H         =           0xd4;
sfr         T3L         =           0xd5;
或者
sfr         T2H         =           0xd6;
sfr         T2L         =           0xd7;
这些都满足高字节在低地址的大端格式

王***

杨*** 发表于 2026-2-10 19:42
楼主能不能不关闭中断实现对16/32位XSFR的写的“原子操作”？比如一次写16位的HSFR：
#define     PWMA_CNT ...

老版本的芯片设计中，是不行的
新版本的芯片，从硬件上已经支持了这个功能，可以一次性直接写入

头文件中使用了int定义的，都是可以直接使用int操作的，不需要分两次

杨***

王*** 发表于 2026-2-10 21:01
老版本的芯片设计中，是不行的
新版本的芯片，从硬件上已经支持了这个功能，可以一次性直接写入

所以作为官方版主，不要把心思花在小技巧，要多介绍AI芯片的 新特征。比如哪些型号已支持这个功能（这就是16/32位单片机外设的典型特性），对于同一款单片机，如何区分是老版本和新版本，以及为什么会与硬件有关等。我想这些内容才是网友最应该知道的

王***

杨*** 发表于 2026-2-10 22:39
所以作为官方版主，不要把心思花在小技巧，要多介绍AI芯片的 新特征。比如哪些型号已支持这个功能（这就 ...

好的，您批评的是，之后我会更多的介绍芯片的新功能，以及改进了哪些方向

21cns***

杨*** 发表于 2026-2-10 22:39
所以作为官方版主，不要把心思花在小技巧，要多介绍AI芯片的 新特征。比如哪些型号已支持这个功能（这就 ...

我也觉得官方应该通过正式渠道发布芯片各个固件版本的判定方法，以及各个版本存在的各种问题和优化点。

lcws***

学习一下,避免BUG