C单片机中断系统实用PPT学习教案
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第35页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
解:一般单片机的开发系统都有单步运行 用户程序的功能。在调试程序时,每按一 次单步执行键,CPU就执行一条用户程序 的指令,之后进入暂停等待状态,必要时 还显示累加器中的内容和下条指令的地址 。这是利用单片机的外部中断,配上简单 硬件(如下图),再经适当编程实现的。
0:关INT1中断 1:开INT1中断 0:关T1中断 1:开T1中断
0:关串行口中断 1:开串行口中断
0:关T2中断 1:开T2中断
0:关CPU中断 1:开CPU中断
第21页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制
80C51单片机对中断优先级的控制也分为两级:
第一级 第二级
启T1计数: 1 复位/未溢出 :0
T1中断 标志位
T1启停位
T0中断标志位
T0溢出中断 :1
停T0计数 :0
T0 启停位
启T0计数 :1
8D 8C
8B 8A 89 88
0:INT0为电平触发
1:INT0为边沿触发 0:INT0无中断请求 1:INT0上有中断请求 0:INT1为电平触发 1:INT1为边沿触发 0:INT1无中断请求
置位、复位效果相同。
第8页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
外部中断INT0、INT1
外 部中断有两种触发方式:
沿
在边沿触发方式下,有专门的中断请求标 志IE0、IE1,当CPU响应时,内部硬件自动将 IE0或IE1清“0”,控制转到相应的中断入口。
第9页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON
SCON的结构如下图所示,其中RI/TI是串 行口接收/发送中断标志
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A
99 98
0:无接收中断
在串行口一节中介绍
1:有接收中断
0:无发送中断
,A
1
MOV A,P
SWAP A
1
MOV P
,A
30
SETB P
.RETI第19页/共 Nhomakorabea0页一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
边沿触发方式
CPU在每个机器周期的S5P2采样INT0和 INT1的输入电平,如果前一个周期采样到为 高电平,接着的下一个周期采样到为低电平 ,则置位中断请求标志IE0或IE1(在TCON 中),表示外部中断源正在向CPU申请中 断,直到该中断被响应后,标志IE1或IE0才 被硬件清“0”。
1:有发送中断
第10页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON
RI
接收中断标志。 当串行口接收完一帧数据,该标志
置“1”,CPU响应串行口中断后内部硬 件不清除,必须通过软件清“0”。
第11页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON
TI
发送中断标志。
后一个机器周期,则可能会增加1~3
个周期,因为80C51单片机指令最长
执行时间为4个机器周期,这样响应
时间为4~6个机器周期。
第32页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间 讨论:
如果CPU正在执行的是RETI或是访问
(3)
IE、IP寄存器的指令,则单片机需要
再执行一条其他指令才会响应中断。
(3)
IE/IP的指令。 同时满足上述三个条件的情况下,80C51单 片机才可响应中断源的请求。
第27页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
2、中断响应的过程
当单片机判明有中断请求,并满足响应条件 时,便在下一个机器周期的S1状态开始响应最 高优先级的中断源的请求。
在响应中断的过程中,80C51单片机必须做 以下三件事:
第37页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
80C51
图5-8
第38页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
初始化程序为: CLR IT0 ;设INT0为电平触发 SETB EA ;CPU开中断 SETB PX0 ;置为高中断优先 级SETB EX0 ;允许INT0中 断
当串行口发送完一帧数据,该标 志置“1”,CPU响应串行口中断后内 部硬件不清除,必须通过软件清“0” 。
第12页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON 注意:RI、TI的中断入口都是0023H,所 以CPU响应后转入0023H开始执行服务程 序,首先必须判断是RI中断还是TI中断, 然后进行相应服务。在返回主程序之前必 须用软件将RI或TI清除,否则会出现一次 请求多次响应的错误。
电平触发方式
外部设置标志的程序如下: MAIN:SETB P3.0 CLR IT0 SETB EX0 SETB EA HERE:AJMP HERE
第18页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
30
WBINT: CLR P
.
MOV A,#0FFH
1
MOV P
变高, 撤消中 断请求 。
80C5 1
第16页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式 另一种方法是在单片机之外增设一个请 求标志 (使用 触发器 ),如 下图所 示,再 配合相 应程序 即可。
80C51
第17页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
当然这条指令可以是1~4个机器周期
,所以这种情况下,可能会增加5个机
器周期。
第33页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间 所以,一个单级外部中断,单片机
响应时间为3~8个机器周期,如果 fosc=6MHz,则响应时间为6~16us。
第34页/共60页
§3.3.2 80C51单片机的中断系统 应用举例
单片机对中断系统的管理是通过相关的 专用寄存器来实现的。
第3页/共60页
§3.3.1 80C51单片机的中断系统
概述
一、中断源及相关的专用寄存 器 二、单片机对中断请求的控制
三、单片机对中断的响应
第4页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
1、80C51单片机的中断源
80C5 1
第5页/共60页
C单片机中断系统实用
会计学
1
目录
§3.3.1 80C51单片机的中断系统 §3.3.2 80C51单片机的中断系统
应用举例
第1页/共60页
§3.3.1 80C51单片机的中断系统
第2页/共60页
§3.3.1 80C51单片机的中断系统
概述
80C51单片机有5个中断源,2个中断优 先级,它的中断处理程序可实现两级嵌套, 有较强的中断处理能力。
第20页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
1、中断使能控制
通过中断允许寄存器IE进行两级控制:总控 位EA和各中断源允许位。IE各位安排如下图
IE
EA
位地址 AF
ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 AD AC AB AA A9 A8
0:关INT0中断 1:开INT0中断
0:关T0中断 1:开T0中断
第14页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
对触发信号的要求: 触发信号低电平必须保持足够长的
时间,直到CPU响应为止,但持续时间亦 不能太长,在中断返回之前必须撤去。
第15页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
由软件控制,即由中断优先级寄 存器IP的某一位状态为1或0决定 相应的中断源为高优先级或低优 先级。 由硬件控制,即由硬件查询电路决定 。
第22页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制 IP各位的定义如下图所示
第23页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制 对于同一优先级的各中断源的优先
顺序,内部硬件查询电路规定为:
INT0 T0 INT1 T1 串行口中断RI/TI T2
第24页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
3、中断系统结构示意图
图5.7
第25页/共60页
低级中断请求
三、80C51单片机对中断的响应
1、中断响应的条件 单片机在每个机器周期对所有的中断
源进行顺序检测,当发现有中断源请求, 便根据下列条件决定是否响应。
一、中断源及相关的专用寄存器
1、80C51单片机的中断源
第6页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
定时器控制寄存器TCON的结构如下 图所示
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
位地址 8F 8E
复位/未溢出:0
T1溢出中断: 停T1 计1数 : 0
第36页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
下图中,INT0设为电平触发方式, INT0引脚平时为低电平,单片机处于中断服 务中。用户一次按键出现一个正脉冲。 CPU在中断服务程序中检测到一个正脉冲 便返回主程序执行一条用户程序指令,又得 响应中断,等待用户按键,实现了单步操作 。
第30页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间 讨论:
(1)
如果现行的机器周期是本指令的最后 一个周期,又无前述的其他响应条件 所阻止,CPU马上响应,需要三个机 器周期。
第31页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间
讨论:
(2)
如果现行的机器周期不是本指令的最
第13页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
CPU在每个机器周期的S5P2采样INT0和 INT1的输入电平,在电平触发方式下,单片 机中没有专门的中断请求标志,外部中断申 请触发器的状态随着CPU在每个机器周期 采样到的外部中断输入线的电平变化而变化 ,同时单片机响应中断后,也不能自动清除 请求信号。
80C51单片机中断响应条件是:中断 源有请求,中断允许寄存器IE相应位置 “1”,CPU开中断(EA=1)且:
第26页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
1、中C断P响U不应在的处条理件同级的或更高优先级的中断
;
(1)
现行的机器周期是所执行指令的最后一
(2)
个机器周期; CPU正在执行的指令不是RETI或任何访问
第39页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作
。
中断服务程
序: ┋
;
显示必要的数据
HIGH: JNB P3.2,HIGH ;等待引脚为高电平
LOW: JB P3.2,LOW ;再等待引脚为低电
平
RETI
;中断返回
第40页/共60页
例2
利用80C51将开关所设置的数据读入后驱动发光二极 管。
第29页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间
80C51单片机在每个机器的S5P2期间对 INT0和INT1进行检测,如果发现有中断请求 ,又能满足响应的条件,便在下一个机器周 期的S1状态开始应答,单片机首先执行一个 内部硬件子程序,这个子程序本身占用两个 机器周期,因此从外部发出中断请求信号到 执行中断服务程序的第一条指令至少需要三 个完整的机器周期。
1:INT1上有中断请求
第7页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
定时器T0、T1中断
当定时器T0或T1定时到或计数满时(即由全 “1”变为全“0”),溢出标志TF0或TF1被硬件置 位,若中断是开放的,即可向CPU发出中断请求 。
CPU响应此中断时由内部硬件自动将标志TF0 或TF1清“0”,控制转到相应中断入口。 注意:TF0或TF1可由软件读写,软件写入与硬件
解决这个问题的方法有两种:
X
一是用具有相应功能的接口芯片, 如8255工作在 选通输 入方式 时,当 外部的 数据选 通到8255的数 据输入 寄存器 时,IN TR变 高(如 下图所 示),8255向80C51单片机 发中断 请求, 当单片 机读取8255输 入数据 寄存器 中的内 容后,INTR自 动变低 ,INT
第28页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
2、中断响应的过程
将相应的优先级状态触发器置位(指明
(1)
C清P中U开断始标处志理(的TI和中R断I除优外先)级别)。
。
(2)
执行一个硬件子程序:把中断的断点地址
(3)
,也就是当前程序计数器PC中的内容压入
堆栈,将相应的中断服务程序的入口送给
PC 。
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
解:一般单片机的开发系统都有单步运行 用户程序的功能。在调试程序时,每按一 次单步执行键,CPU就执行一条用户程序 的指令,之后进入暂停等待状态,必要时 还显示累加器中的内容和下条指令的地址 。这是利用单片机的外部中断,配上简单 硬件(如下图),再经适当编程实现的。
0:关INT1中断 1:开INT1中断 0:关T1中断 1:开T1中断
0:关串行口中断 1:开串行口中断
0:关T2中断 1:开T2中断
0:关CPU中断 1:开CPU中断
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二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制
80C51单片机对中断优先级的控制也分为两级:
第一级 第二级
启T1计数: 1 复位/未溢出 :0
T1中断 标志位
T1启停位
T0中断标志位
T0溢出中断 :1
停T0计数 :0
T0 启停位
启T0计数 :1
8D 8C
8B 8A 89 88
0:INT0为电平触发
1:INT0为边沿触发 0:INT0无中断请求 1:INT0上有中断请求 0:INT1为电平触发 1:INT1为边沿触发 0:INT1无中断请求
置位、复位效果相同。
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一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
外部中断INT0、INT1
外 部中断有两种触发方式:
沿
在边沿触发方式下,有专门的中断请求标 志IE0、IE1,当CPU响应时,内部硬件自动将 IE0或IE1清“0”,控制转到相应的中断入口。
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一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON
SCON的结构如下图所示,其中RI/TI是串 行口接收/发送中断标志
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
位地址 9F 9E 9D 9C 9B 9A
99 98
0:无接收中断
在串行口一节中介绍
1:有接收中断
0:无发送中断
,A
1
MOV A,P
SWAP A
1
MOV P
,A
30
SETB P
.RETI第19页/共 Nhomakorabea0页一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
边沿触发方式
CPU在每个机器周期的S5P2采样INT0和 INT1的输入电平,如果前一个周期采样到为 高电平,接着的下一个周期采样到为低电平 ,则置位中断请求标志IE0或IE1(在TCON 中),表示外部中断源正在向CPU申请中 断,直到该中断被响应后,标志IE1或IE0才 被硬件清“0”。
1:有发送中断
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一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON
RI
接收中断标志。 当串行口接收完一帧数据,该标志
置“1”,CPU响应串行口中断后内部硬 件不清除,必须通过软件清“0”。
第11页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON
TI
发送中断标志。
后一个机器周期,则可能会增加1~3
个周期,因为80C51单片机指令最长
执行时间为4个机器周期,这样响应
时间为4~6个机器周期。
第32页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间 讨论:
如果CPU正在执行的是RETI或是访问
(3)
IE、IP寄存器的指令,则单片机需要
再执行一条其他指令才会响应中断。
(3)
IE/IP的指令。 同时满足上述三个条件的情况下,80C51单 片机才可响应中断源的请求。
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三、80C51单片机对中断的响应
2、中断响应的过程
当单片机判明有中断请求,并满足响应条件 时,便在下一个机器周期的S1状态开始响应最 高优先级的中断源的请求。
在响应中断的过程中,80C51单片机必须做 以下三件事:
第37页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
80C51
图5-8
第38页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
初始化程序为: CLR IT0 ;设INT0为电平触发 SETB EA ;CPU开中断 SETB PX0 ;置为高中断优先 级SETB EX0 ;允许INT0中 断
当串行口发送完一帧数据,该标 志置“1”,CPU响应串行口中断后内 部硬件不清除,必须通过软件清“0” 。
第12页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
3、串行口控制寄存器SCON 注意:RI、TI的中断入口都是0023H,所 以CPU响应后转入0023H开始执行服务程 序,首先必须判断是RI中断还是TI中断, 然后进行相应服务。在返回主程序之前必 须用软件将RI或TI清除,否则会出现一次 请求多次响应的错误。
电平触发方式
外部设置标志的程序如下: MAIN:SETB P3.0 CLR IT0 SETB EX0 SETB EA HERE:AJMP HERE
第18页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
30
WBINT: CLR P
.
MOV A,#0FFH
1
MOV P
变高, 撤消中 断请求 。
80C5 1
第16页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式 另一种方法是在单片机之外增设一个请 求标志 (使用 触发器 ),如 下图所 示,再 配合相 应程序 即可。
80C51
第17页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
当然这条指令可以是1~4个机器周期
,所以这种情况下,可能会增加5个机
器周期。
第33页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间 所以,一个单级外部中断,单片机
响应时间为3~8个机器周期,如果 fosc=6MHz,则响应时间为6~16us。
第34页/共60页
§3.3.2 80C51单片机的中断系统 应用举例
单片机对中断系统的管理是通过相关的 专用寄存器来实现的。
第3页/共60页
§3.3.1 80C51单片机的中断系统
概述
一、中断源及相关的专用寄存 器 二、单片机对中断请求的控制
三、单片机对中断的响应
第4页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
1、80C51单片机的中断源
80C5 1
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C单片机中断系统实用
会计学
1
目录
§3.3.1 80C51单片机的中断系统 §3.3.2 80C51单片机的中断系统
应用举例
第1页/共60页
§3.3.1 80C51单片机的中断系统
第2页/共60页
§3.3.1 80C51单片机的中断系统
概述
80C51单片机有5个中断源,2个中断优 先级,它的中断处理程序可实现两级嵌套, 有较强的中断处理能力。
第20页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
1、中断使能控制
通过中断允许寄存器IE进行两级控制:总控 位EA和各中断源允许位。IE各位安排如下图
IE
EA
位地址 AF
ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 AD AC AB AA A9 A8
0:关INT0中断 1:开INT0中断
0:关T0中断 1:开T0中断
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一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
对触发信号的要求: 触发信号低电平必须保持足够长的
时间,直到CPU响应为止,但持续时间亦 不能太长,在中断返回之前必须撤去。
第15页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
由软件控制,即由中断优先级寄 存器IP的某一位状态为1或0决定 相应的中断源为高优先级或低优 先级。 由硬件控制,即由硬件查询电路决定 。
第22页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制 IP各位的定义如下图所示
第23页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制 对于同一优先级的各中断源的优先
顺序,内部硬件查询电路规定为:
INT0 T0 INT1 T1 串行口中断RI/TI T2
第24页/共60页
二、80C51单片机对中断请求的控制
3、中断系统结构示意图
图5.7
第25页/共60页
低级中断请求
三、80C51单片机对中断的响应
1、中断响应的条件 单片机在每个机器周期对所有的中断
源进行顺序检测,当发现有中断源请求, 便根据下列条件决定是否响应。
一、中断源及相关的专用寄存器
1、80C51单片机的中断源
第6页/共60页
一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
定时器控制寄存器TCON的结构如下 图所示
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
位地址 8F 8E
复位/未溢出:0
T1溢出中断: 停T1 计1数 : 0
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例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
下图中,INT0设为电平触发方式, INT0引脚平时为低电平,单片机处于中断服 务中。用户一次按键出现一个正脉冲。 CPU在中断服务程序中检测到一个正脉冲 便返回主程序执行一条用户程序指令,又得 响应中断,等待用户按键,实现了单步操作 。
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三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间 讨论:
(1)
如果现行的机器周期是本指令的最后 一个周期,又无前述的其他响应条件 所阻止,CPU马上响应,需要三个机 器周期。
第31页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间
讨论:
(2)
如果现行的机器周期不是本指令的最
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一、中断源及相关的专用寄存器
4、关于外部中断触发方式的说明
电平触发方式
CPU在每个机器周期的S5P2采样INT0和 INT1的输入电平,在电平触发方式下,单片 机中没有专门的中断请求标志,外部中断申 请触发器的状态随着CPU在每个机器周期 采样到的外部中断输入线的电平变化而变化 ,同时单片机响应中断后,也不能自动清除 请求信号。
80C51单片机中断响应条件是:中断 源有请求,中断允许寄存器IE相应位置 “1”,CPU开中断(EA=1)且:
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三、80C51单片机对中断的响应
1、中C断P响U不应在的处条理件同级的或更高优先级的中断
;
(1)
现行的机器周期是所执行指令的最后一
(2)
个机器周期; CPU正在执行的指令不是RETI或任何访问
第39页/共60页
例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作
。
中断服务程
序: ┋
;
显示必要的数据
HIGH: JNB P3.2,HIGH ;等待引脚为高电平
LOW: JB P3.2,LOW ;再等待引脚为低电
平
RETI
;中断返回
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例2
利用80C51将开关所设置的数据读入后驱动发光二极 管。
第29页/共60页
三、80C51单片机对中断的响应
3、外部中断的响应时间
80C51单片机在每个机器的S5P2期间对 INT0和INT1进行检测,如果发现有中断请求 ,又能满足响应的条件,便在下一个机器周 期的S1状态开始应答,单片机首先执行一个 内部硬件子程序,这个子程序本身占用两个 机器周期,因此从外部发出中断请求信号到 执行中断服务程序的第一条指令至少需要三 个完整的机器周期。
1:INT1上有中断请求
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一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
定时器T0、T1中断
当定时器T0或T1定时到或计数满时(即由全 “1”变为全“0”),溢出标志TF0或TF1被硬件置 位,若中断是开放的,即可向CPU发出中断请求 。
CPU响应此中断时由内部硬件自动将标志TF0 或TF1清“0”,控制转到相应中断入口。 注意:TF0或TF1可由软件读写,软件写入与硬件
解决这个问题的方法有两种:
X
一是用具有相应功能的接口芯片, 如8255工作在 选通输 入方式 时,当 外部的 数据选 通到8255的数 据输入 寄存器 时,IN TR变 高(如 下图所 示),8255向80C51单片机 发中断 请求, 当单片 机读取8255输 入数据 寄存器 中的内 容后,INTR自 动变低 ,INT
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三、80C51单片机对中断的响应
2、中断响应的过程
将相应的优先级状态触发器置位(指明
(1)
C清P中U开断始标处志理(的TI和中R断I除优外先)级别)。
。
(2)
执行一个硬件子程序:把中断的断点地址
(3)
,也就是当前程序计数器PC中的内容压入
堆栈,将相应的中断服务程序的入口送给
PC 。