第4章 MCS-51单片机的中断系统
第4章MCS-51单片机系统功能扩展
74LS373结构示意图
74LS373的引脚
引脚说明如下: D7～D0: 8位数据输入端。 Q7～Q0: 8位数据输出端。 G:数据输入锁存控制端：当G为“1” 时，锁存器 输出端与输入端数据相同；当G由“1” 变“0” 时，数据输入锁存器中。 OE#: 输出允许端。
P0口与地址锁存器74LS373的连接
4.1 系统扩展概述
4.1.1 最小应用系统
图4.1 MCS–51单片机最小化系统 (a) 8051/8751最小系统结构图；(b) 8031最小系统结构图
4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法
1．单片机的三总线结构
图4.2 MCS–51单片机的三总线结构形式
(1)以P0口作为低8位地址/数据总线。 (2)以P2口的口线作高位地址线。 (3)控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN#信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA#信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD#和WR#信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。
锁存器8282 功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排 列与74LS373不同 ，8282的引脚如下图。
4.2.2 74LS244和74LS245芯片
在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接
很多负载, 如存储器、并行接口、A/D接口、显
示接口等, 但总线接口的负载能力有限, 因此常
3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的 地址范围为0000H~3FFFH。
MCS51的中断系统有几个中断源
．MCS51的中断系统有几个中断源？几个中断优先级？中断优先级是如何控制的？在出现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？各个中断源的入口地址是多少？答：MCS51单片机有5个中断源，2个中断优先级，中断优先级由特殊功能寄存器IP控制，在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
3．MCS51系列单片机的内部资源有哪些？说出8031、8051和8751的区别。
答：MCS51系列单片机上有1个8位CPU、128B的RAM、21个SFR、4个并行口、1个串行口、2个定时计数器和中断系统等资源。
8031、8051和8751的区别是8031内无ROM；8051内有4KB的掩膜ROM；8751内有4KB的EPROM。
五、作图题（10分）用6264（8K*8）构成16K的数据存储系统。
要求采用线选法产生片选信号，并计算6264的地址范围答：WR接6264的WERD接6264的OEAB0---AB12接6264的A0---A12DB0—DB7接6264的D0—D7AB15、AB14分别接Y0和Y1地址：0000H---1FFFH；2000H---3FFFH六、设计题（1题13分；2题12分，共25分）1．某单片机控制系统有8个发光二极管。
试画出89C51与外设的连接图并编程使它们由左向右轮流点亮。
2．某控制系统有2个开关K1和K2，1个数码管，当K1按下时数码管加1，K2按下时数码管减1。
试画出8051与外设的连接图并编程实现上述要求1．某单片机控制系统有8个发光二极管。
试画出89C51与外设的连接图并编程使它们由右向左轮流点亮。
答：图 (5分) 构思 (3分)MOV A，#80H (1分)UP：MOV P1，A (1分)RR A (2分)SJMP UP (1分2．某控制系统有2个开关K1和K2，1个数码管，当K1按下时数码管加1，K2按下时数码管减1。
4_中断系统
3.1 TCON定时控制寄存器
TFl和TF0： 定时器1和定时器0的溢出标志。 当定时器计满产生溢出时，由硬件自动置 “1”，并可申请中断。进入中断服务程序后， 由硬件自动清0。 也可作为程序查询的标志位，在查询方式 下应由软件来清0。
3.1 TCON定时控制寄存器
TR1和TR0： 为定时器1和定时器0的启停控制位。 将TRx清0后，可停止定时器的工作。 将该位置“1”后，可启动定时器工作。
3.3 IE中断允许寄存器
D7 EA D6 D5 ET2 D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0
EA：CPU中断总允许位。 ES ：串行口中断允许位。 ET1：定时器1中断允许位。 EX1：外部中断1的中断允许位。 ET0：定时器0的中断允许位 EX0：外部中断0的中断允许位。 ET2：定时器2中断允许位
TCON定时控制寄存器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSCON串行口控制寄存器 IE中断允许寄存器
IP中断优先级寄存器
3.1 TCON定时控制寄存器
作用： 控制定时器/计数器的启、停 外部中断源的触发方式 定时器的溢出中断标志 外部中断源的中断请求标志。 其地址为88H。
3.1 TCON定时控制寄存器
中断源的入口地址分别为： 外部中断0中断： 0003H 最高级 T0定时器0中断： 000BH 外部中断1中断： 0013H T1定时器l中断： 001BH 串行口输入/输出中断： 0023H 最低级 定时器2中断： 002BH 最低级(52系列单片 机中)
3 MCS-51单片机中断系统使用
MCS-51单片机中断控制部分由4个专用 寄存器组成:
中断系统
1 中断系统概述 2 MCS-51单片机的中断系统 3 MCS-51单片机中断系统使用 4 C51中中断系统的应用
MCS-51单片机的中断系统
MCS-51单⽚机的中断系统单⽚机中断技术概述在任何⼀款事件驱动型的CPU⾥⾯都应该会有中断系统，因为中断就是为响应某种事件⽽存在的。
中断的灵活应⽤不仅能够实现想要的功能，⽽且合理的中断安排可以提⾼事件执⾏的效率，因此中断在单⽚机应⽤中的地位是⾮常重要的。
单⽚机中断（Interrupt）是硬件驱动事件，它使得CPU暂停当前的主程序，转⽽去执⾏⼀个中断服务⼦程序。
为了更形象地理解中断，下⾯以学⽣上⾃习时接电话为例阐述⼀下中断的概念。
单⽚机的中断系统有5个中断源、2个中断优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。
如果单⽚机没有中断系统，单⽚机的⼤量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发⽣的定时査询操作上。
采⽤中断技术完全消除了单⽚机在査询⽅式中的等待现象，⼤⼤地提⾼了单⽚机的⼯作效率和实时性。
单⽚机中断系统结构及中断控制中断系统结构图如图5-2所⽰。
由图5-2可见，MCS-51中断系统共有5个中断请求源：INT0——外部中断请求0，中断请求信号由INT0引脚输⼊。
定时/计数器T0计数溢出发出的中断请求。
INT1——外部中断请求1，中断请求信号由INT1引脚输⼊。
定时/计数器T1计数溢出发出的中断请求。
串⾏⼝中断请求。
中断优先级从⾼到底排列。
单⽚机如何知道有中断请求信号？是否能够响应该中断？若5个中断源请求信号同时到来，单⽚机如何响应？这些问题都可以由中断寄存器来解决。
单⽚机中断寄存器有中断标志寄存器TCON和SCON、中断使能寄存器IE和中断优先级寄存器IP，这些寄存器均为8位。
中断标志寄存器5个中断请求源的中断请求标志分别由TCON和SCON的相应位锁存，单⽚机通过这些中断标志位的状态便能知道具体是哪个中断源正在申请中断。
TCON寄存器TCON寄存器为定时/计数器的控制寄存器，字节地址为88H，可位寻址。
特殊功能寄存器TCON的格式如图5-3所⽰。
TCON各标志位功能如下。
TF1——定时/计数器T1的溢出中断请求标志位。
MCS-51单片机的中断系统
其各位格式为： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 -- -- -- PS PT1 PX1 PT0 PX0
如果CPU接收到几个相同优先级的中断请求源时，响应哪一个 中断申请要取决于一个内部的硬件查询序列，此时应按照下表所 示的优先权结构先后响应中断请求。
中断源 外部中断0（IE0） 定时器T0中断（TF0） 外部中断1（IE1） 定时器T1中断（TF1） 串行口中断（RI、TI）
主程序的中断处理
1.2 CPU响应及处理中断机制
一般来说，根据中断源的轻重缓急排序，CPU优先处理最 紧急事件的中断请求源。也就是说，需要对各个中断源设定 相应的优先级，CPU总是最先响应级别最高的中断。中断源可 以分为两个中断优先级：高优先级和低优先级。用户可以用 关中断指令或复位指令来屏蔽所有中断请求，也可以用开中 断指令使CPU接收中断申请。
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
1.4 中断控制及中断优先级
1.中断允许控制寄存器IE（字节地址A8H）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EA -- ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
使用汇编语言程序控制中断请求信号的允许 或禁止的程序示例如下：
CLR EA ; 禁止所有中断请求
MOV SP, #60H SETB PX0 SETB IT0 SETB ET0 SETB EX0 SETB EA
【例2】若要求外部中断引脚 采用边沿触发方式，处于高优先 级，初始化程序可以采用位操作指令，也可以用字节型指令进行编 制。
位操作指令： SETB EA SETB EX1 SETB PX1 SETB IT1
送/接收后引起。
2.中断请求标志 1）TCON寄存器中的中断标志 TCON是定时/计数器T0、T1的控制寄存器，格式如下：
MCS-51单片机中断系统
位地址 位符号
8FH 8EH DH CH 8BH 8AH 89H 8H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0 和IT1——外部中断请求触发方式控制位 IT0 （IT1）＝1 脉冲触发方式，下降沿有效 IT0 （IT1）＝0 电平触发方式，低电平有效
MAIN： ···
HERE：
SJMP HERE
1NJERRV
；中断响应程序
RETI
并不是所有的请求都被响应，当遇到下列情况之一时不响应
这些中断请求：
（1）CPU正在处理一个同级或者高级的中断服务
（2）当前指令还没有执行完毕
（3）当前指令是RET、RETI或者是访问IP、IE的指令，执行完
这些指令后，还必须再执行一条指令，才响应中断请求。
从中断的定义我们可以看到中断应具备中断源、中断 响应、中断返回这样三个要素。中断源发出中断请求，单片机 对中断请求进行响应，当中断响应完成后应进行中断返回，返 回被中断的地方继续执行原来被中断的程序。
6-2 中断控制寄存器
1. 定时器控制寄存器（TCON） 该寄存器用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。进
IE0和IE1——外中断请求标志位 当CPU采样到 INT（0 或 INT1）端出现有效中断请求时，IE0 （IE1）位由硬件置“1”。当中断响应完成转向中断服务程序
时，由硬件把IE0（或IE1）清零。 TR0 和TR1——定时器运行控制位
TR0 （TR1 ）＝0 定时器/计数器不工作 TR0 （TR1 ）＝1 定时器/计数器开始工作 TF0和TF1——计数溢出标志位 当计数器产生计数溢出时，相应的溢出标志位由硬件置“1”。 当转向中断服务时，再由硬件自动清“0”。计数溢出标志位 的使用有两种情况：采用中断方式时，作中断请求标志位 来使用；采用查询方式时，作查询状态位来使用。
并行接口和中断
JB P1.1，LIG ；开关开，转LIG SETB P1.0 SJMP AGA LIG: CLR P1.0 ；开关开，二极管灭 ；开关合上，二极管亮
SJMP AGA
第4章
并行接口P0－P3和单片机的中断系统
读锁存器 1 内部总线 写锁存器 P1.x 锁存器 CL Q 2 读引脚 D Q
第4章
并行接口P0－P3和单片机的中断系统
总结：
在没有外扩任何芯片时，MCS-51单片机内部并行口
可以作为输出口，直接与输出外设连接，常用的输出外设
是发光二极管（也可以接扬声器）； MCS-51单片机内部 并行口也可以作为输入口，直接与输入外设连接，常用的
输入外设是开关。
第4章
并行接口P0－P3和单片机的中断系统
4.3 七段LED显示器接口
在单片机控制系统中显示器是必不可少的外设。常用
的显示器有发光二极管，数码管和液晶显示器。本节介绍
数码管接口。 4.3.1 数码管简介 4.3.2 单个七段LED数码管的接口
4.3.3 多个七段LED数码管的接口
第4章
并行接口P0－P3和单片机的中断系统 a b c d e a b c COM d e f g Dp 共阳极 共阴极 COM
4.3.1 数码管简介
CP Q
注意: 1、P1口作输入口时，P10—P17上的信号经过缓冲器送到内部数据总线上。 在读引脚之前，要先将锁存器置1，否则可能读错。
2、CPU对P1口的读操作有2种：读引脚和读—改—写锁存器。
返回
第4章
并行接口P0－P3和单片机的中断系统
4.1.3 P2口结构
地址控制线
+5V
读锁存
P2.0 D Q
mcs-51单片机中断系统的结构[整理版]
![mcs-51单片机中断系统的结构[整理版]](https://img.taocdn.com/s3/m/1e73a935182e453610661ed9ad51f01dc281573a.png)
1．简述中断、中断源、中断源的优先级及中断嵌套的含义。
答: 当CPU 正在处理某项事件的时，如果外界或内部发生了紧急情况，要求CPU 暂停正在处理的工作转而去处理这个紧急情况，待处理完以后再回到原来被中断的地方，继续执行原来被中断了的程序，这样的过程称为中断。
单片机采用中断主要有如下几个优点：①可以提高CPU 工作效率；②具有实时处理能力；③具有故障处理能力；④实现分时操作，可控制多个外设同时工作。
向CPU 提出中断请求的源称为中断源；当系统有多个中断源时，就可能出现同时有几个中断源申请中断，而CPU 在一个时刻只能响应并处理中断优先高的请求；在实际应用系统中，当CPU 正在处理某个中断源，即正在执行中断服务程序时，会出现优先级更高的中断源申请中断。
为了使更紧急的级别高的中断源及时得到服务，需要暂时中断（挂起）当前正在执行的级别较低的中断服务程序，去处理级别更高的中断源，待处理完以后，再返回到被中断了的中断服务程序继续执行，但级别相同或级别低的中断源不能中断级别高的中断服务，这就是所谓的中断嵌套。
3．MCS-51 单片机能提供几个中断源？几个中断优先级？各个中断的源的优先级怎样确定？在同一优先级中各个中断源的优先级怎样确定？答: 51 单片机有5 个中断源，两个中断优先级：INT0 、T0、INT1 、T1、串行口中断（包括串行接收中断RI 和串行发送中断TI）。
这 5 个中断源的中断入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
中断优先级是由片内的中断优先级寄存器IP（特殊功能寄存器）控制的。
PS：串行口中断优先级控制位。
PS=1，串行口定义为高优先级中断源；PS=0，串行口定义为低优先级中断源；PT1：T1 中断优先级控制位。
PT1=1，定时器/计数器 1 定义为高优先级中断源；PT1=0，定时器/计数器 1 定义为低优先级中断源；PX1：外部中断 1 中断优先级控制位。
实验四-MCS-51单片机外部中断实验
实验四-MCS-51单片机外部中断实验实验目的：1. 学习MCS-51单片机的外部中断原理和使用方法；2. 掌握如何通过硬件中断和软件中断实现MCS-51单片机的响应机制；3. 了解MCS-51单片机外部中断的实际应用。
实验器材：MCS-51单片机开发板、按键开关、调试器。
实验原理：MCS-51单片机通过INT0和INT1两个硬件中断引脚实现外部中断。
当INT0外部中断线检测到低电平信号时，中断向量为0x0003；当INT1外部中断线检测到低电平信号时，中断向量为0x0013。
通过配置中断控制寄存器IE和TCON，可以实现对外部中断的使能、触发方式和优先级等的控制。
MCS-51单片机还可以通过软件方式实现外部中断，即通过软件方式扫描外部信号，并在检测到信号发生变化时触发相应的中断处理程序。
实现软件中断的方法是使用定时器功能，通过定时器中断触发中断服务程序，该程序扫描外部信号，并根据需要触发软件中断。
实验步骤：1. 将开发板上的按键开关连接到开发板的P3.2引脚。
按键开关按下时，P3.2引脚被拉低，可以触发外部中断。
2. 打开Keil μVision5软件，新建工程，选择芯片型号为STC89C52，保存并命名为“Exp4”。
3. 在主函数中声明中断函数，并在中断函数中打印提示信息。
4. 在主函数中初始化中断控制寄存器IE和TCON，开启INT0外部中断，并将中断优先级设置为最高。
5. 在主函数中使用无限循环，来保持程序一直运行，并定时打印提示信息，以验证程序是否正常运行。
6. 烧录程序到开发板上，先在开发板上不按下按键，观察是否正常打印提示信息。
然后按下按键，观察是否触发外部中断，进入中断函数并打印提示信息。
实验代码：#include<STC89C52.h>#include<stdio.h>// 定义外部中断0的中断服务函数void Interrupt0() interrupt 0{printf("External interrupt 0 has occured!\n");}// 打印提示信息printf("Program is running...\n");while(1){// 定时打印提示信息printf("Hello!\n");delay_ms(1000);}}注意事项：1. 写中断程序时，一定要注意将中断函数的声明放在程序开头，否则可能会出现中断无法触发的情况；2. 在使用中断相关功能的时候，务必仔细阅读数据手册中的相关章节，以确保正确使用并且避免出现不必要的错误；3. 在进行外部中断实验的时候，可以使用按键开关、光敏电阻等外部器件来模拟外部信号的变化，以测试程序的正确性。
第04章 单片机中断系统 习题解答
第4章单片机中断系统习题解答一、填空题1．MCS-51单片机有 5 个中断源。
上电复位时，同级中断的自然优先级从高至低依次为外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定时器/计数器1、串行口，若IP=00010100B，优先级别最高者为外中断1、最低者为定时器/计数器1。
2．外部中断请求有低电平触发和下降沿触发两种触发方式。
3．MCS-51单片机5个中断源的中断入口地址为：0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
4．当定时器/计数器1申请中断时，TF1为 1 ，当中断响应后，TF1为 0 。
当串口完成一帧字符接收时，RI为 1 ，当中断响应后，RI为 1 ，需要软件清零。
5．中断源扩展有三种方式，分别是定时器/计数器扩展、查询方式扩展、中断控制芯片扩展。
二简答题1.MCS-51单片机有几个中断源？各中断标志是如何产生的？如何撤销的？各中断源的中断矢量分别是什么？答：MCS-51单片机有5个中断源。
外中断0/1电平触发方式，在对应引脚上检测到低电平将中断标志位IE0/1置1向CPU申请中断，边沿触发方式，在对应引脚上检测到负跳变将中断标志位IE0/1置1向CPU申请中断；定时器/计数器0/1在计数溢出时将TF0/1置1向CPU申请中断；串行口发送1帧结束将TI置1或接收1帧数据将RI置1向CPU申请中断。
对于T0/T1和边沿触发的INT0/INT1中断标志在进入中断服务程序后自动撤销；对于电平触发的INT0/INT1需在中断申请引脚处加硬件撤销电路；对于串行口中断标志TI/RI需在进入中断服务程序后用软件CLR RI或CLR TI，撤销。
它们的中断矢量分别是：0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
2.简述MCS-51中断过程答：中断过程分中断申请、中断响应、中断处理、中断返回4个阶段。
中断请求：各中断源根据自身特点施加合适的信号，将对应的中断标志位置1向CPU申请中断。
MCS-51中断系统教学课件PPT
5.2 MCS-51单片机的中断系统 有5个中断请求源，两个中断优先级，可两级嵌套。 MCS-51单片机的中断系统结构示意图，如图5-3所示。
5.2.1 中断源及中断入口
中断源是指能发出中断请求，引起中断的装置或事件。 MCS-51单片机共有5个中断源，其中2个为外部中断源，3 个为内部中断源：
CPU处理事件的过程，称为CPU的中断响应过程。
图5-1中断流程图所示。 对事件的整个处理过程， 称为中断处理（或中断 服务）。
能够实现中断处理功能的部件称为中断系统；产生中断 的请求源称为中断请求源。中断源向CPU提出的处理请 求，称为中断请求(或中断申请)。进入中断→保护现场 →中断处理恢复现场 →中断返回
MOV IP，#00010100B；
需要指出的是，若置5个中断源全部为高优先级，就等于 不分优先级。
MCS-51单片机响应中断的基本原则如下： 1）低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之则不 能。 2）在同一优先级中（不管是高优先级或低优先级），某个 中断一旦得到响应，与它同级的中断请求就不能再中断它。 CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级最高的中断请 求。如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序 确定的中断优先权排队来响应，其确定的查询次序见表5.6。 由此可见，各中断源在同一个优先级的条件下，外部中断0 的中断优先权最高，串行口中断优先权最低。
5.3.1 中断响应 1．CPU的中断响应条件 CPU响应中断的条件主要有以下几点： 1）由中断源发出中断申请。 2）中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请中断。 3）申请中断的中断源的中断允许位为1，即此中断源没有被屏
蔽，可以向CPU申请中断。 以上是CPU响应中断的基本条件。若满足，CPU一般会响应中 断，但如果有下列任一种情况存在，中断响应即被封锁。
中断系统 4
8
第四章
中断系统
4.2 MCS-51单片机的中断系统
MCS-51中断系统内部结构
2016/6/23
甘肃冶金高级技术学院
10
一、中断源及其中断服务程序入口地址
1、 MCS-51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； • 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。
甘肃冶金高级技术学院
第四章 中断系统
4.1
中 断 概 述
一、中断的概念
• 计算机系统根据需要，可以中断正常的 工作程序，改去处理外部需要处理的事 件。当外部事件处理完后再回到正常的 工作程序中。
2016/6/23
甘肃冶金高级技术学院
3
日 常 中断系统是计算机的重要指标之一。 事 务 程 序
日常生活中的中断与计算机中断的比较：
T0
T0溢出
000B H 001B H
自动
PT0(I P.1) PT1(I P.3)
内 部 中 断
T1
T1溢出
T1溢出
自动
串行 口
RI：接 收完一 帧数
接收完一帧数
TI：发 送完一 2016/6/23 帧数
0023 H
ES (IE.4) 发送完一帧数 甘肃冶金高级技术学院
RI (SCON .0)
TI (SCON .1)
1、中断允许控制寄存器IE IE EA 位地址 AF ES ET1 EX1 ET0 EX0 AC AB AA A9 A8
• IE复位值是00H，即总中断开关关闭。禁止所有中断。 • 单片机在响应中断后不能自动关中断，若想禁止中断 嵌套，必须用软件关闭。 • 软件关闭可以用字节寻址也可位寻址。 • 例：开放外部中断0： • MOV IE , #81H 或 MOV 0A8H , #81H • 或 SETB EA SETB EX0
04.1 第四章 - 单片机中断系统(TCON、IE、IP)
正在执行显示程序
处理键盘扫描
有人按键
单击鼠标左键
继续执行显示程序
继续处理键盘扫描
处理单击左键指令 完成鼠标操作
23:52
单片机技术
10
4.1.2 单片机中断系统
❖中断作用：
▪解决CPU与外设之间速度匹配的问题, 提高了计算机处理故障与 应变的能力。
❖相关寄存器
▪TCON、SCON、IE、IP
❖问答：
▪T0中断的入口地址？ ▪5个中断源优先级从低到高的入口地址顺序是多少？ ▪T1和/INT0中断的请求标志位分别是？
SETB PX1
不能
AJMP $ INT_0:CPL P1.0
因外中断源只有两个：/INT0和/INT1
RETI END
23:52
单片机技术
7
4.1.2 单片机中断系统
❖中断概念
• 指计算机在执行某一程序的过程中, 由于计算机系统内、 外的某 种原因, 而必须中止原来程序的执行, 转去执行相应的处理程序, 待处理结束之后, 再回来继续执行被中止的原程序的过程。
TFi RI 、TI
清除的方法
边沿触发时，硬件自动清除 电平触发时，软硬件清除（CLR IEi）
查询编程，软件清除（CLR TFi） 中断编程，硬件自动清除
软件清除（CLR RI 或 CLR TI）
23:52
单片机技术
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思考与问答
❖思考：
▪51系列单片机共有几个中断源？分别是什么？如何区别？ ▪中断源之间有什么关联？若两个以上中断源有效，CPU应 怎样处理谁先处理呢？
23:52
单片机技术
2
4.1.1 中断控制LED亮灭
单片机第4章
中断响应及处理过程 保护断点 寻找中断源 中断处理 中断返回 保护断点和寻找中断源都是由硬件自动完成的，用户不用考虑。
4.2 MCS 51中断系统
MCS-51提供了5个中断源，2个中断优先级控制，可实现2个中断 服务嵌套。可通过程序设置中断的允许或屏蔽，设置中断的优先级。 CPU在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询各个中断申请标志位， 若查到某标志位被置位，将启动中断机制。 MCS-51的中断源 5个中断源： 外部中断源（中断标志为IE0和IE1 ） 由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。
4 MCS® 51单片机中断系统
4.1 中断系统概念
4.2 MCS 51中断系统 4.3 MCS 51中断响应过程 4.4 MCS 51中断系统编程 4.5 MCS 51外部中断扩展
4.1 中断系统概念
中断是指CPU执行正常程序时，系统中出现特殊请求，CPU暂时中 止当前的程序，转去处理更紧急的事件（执行中断服务程序），处理完 毕（中断服务完成）后，CPU自动返回原程序的过程。 作用：采用中断技术可以提高CPU效率、解决速度矛盾、实现并行 工作、分时操作、实时处理、故障处理、应付突发事件，可使多项任务 共享一个资源（CPU）。 中断与子程序的最主要区别：子程序是预先安排好的，中断是随机 发生的。 中断涉及的几个环节：中断源、中断申请、开放中断、保护现场、 中断服务、恢复现场、中断返回。
EX0/EX1/ET1/ET0/ES ：分别是INT0/INT1、T0/T1、串行口的中断允 许控制位。 =0 ：禁止中断； =1 ：允许中断。 EA：总的中断允许控制位（总开关）： =0 ：禁止全部中断； =1 ：允许中断。
中断优先级控制寄存器IP(0B8H)
PX0/PX1：INT0/INT1优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。 PT0/PT1：T0/T1中断优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。 PS1：串行口中断优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。
单片机第四章答案
第四章习题与思考答案4-3外设端口有哪两种编址方法？各有什么特点？答：微型计算机对 I/O 端口进行编址的方式有两种：单独编址和统一编址。
1．外设端口单独编址特点：(1) 需要专用 I/O 指令，实现 CPU 和外设间数据传送。
(2)I/O端口地址的独立。
2．外设端口与存储器统一编址特点： (1) 无需专用 I/O 指令(2)I/O端口地址是内存地址中的一部分。
4-4 I/O 数据有哪四种传送方式？各有什么特点？CPU 与外设之间的数据传送方式有无条件传输方式、查询方式、中断方式和 DMA 方式。
1．无条件传输方式无条件传送又称为同步传送或直接传送方式。
CPU 在与外设进行数据交换时，外设随时处于准备好的状态，这样 CPU 不必查询外设的状态，也不必等待，而是直接进行数据的输入输出。
2．查询传输方式查询传输方式也称为异步传输、条件传输方式。
采用查询方式时， CPU 每次与外设进行数据传输前，都要先读取状态端口的信息，查询外设是否准备就绪，只有在外设处于“就绪”状态时，才能向外设的数据端口发送数据或从其中读取数据，如果外设未就绪，就需要 CPU 原地循环等待外设完成准备工作，所以 CPU 的工作效率不高。
3．中断传输方式在中断传输方式中，以外设为主动方，每次外设准备好就可以向 CPU 发出一次中断请求，使 CPU 暂停当前正在执行的程序，转去与外设进行一次数据传输工作，当完成了本次数据的输入或输出后，再回到原先被打断的地方继续执行原来的程序。
中断方式可以大大提高 CPU 的效率和系统的实时性。
4． DMA 方式DMA 方式即直接存储器存取方式，是一种在DMA控制器的控制下实现的外设与存储器之间的直接数据传输方式。
在整个DMA 传输过程中，是不需要 CPU 参与的，完全是通过硬件逻辑电路用固定的顺序发地址和读写信号来实现的，数据不需要经过 CPU 而是在外设和存储器之间高速传输。
4-5 8051 内部的并行I/O 口有哪些？各有什么功能？1．P0 口P0 口的第一功能是作为通用I/O 口使用。
MCS-51单片机应用教程 第4章
3. 方式1或方式3的波特率 在这两种方式下，串行口波特率是由定时器的溢出率 决定的，因而波特率是可变的。波特率的公式为：
2SMOD 波特率＝ 定时器T1溢出率 32
定时器T1的溢出率计算公式为： f osc 1 定时器T 1 溢出率＝ K （ ) 12 2 －初值
式中： K为定时器T1的位数；若定时器T1方式0，则 K＝13；若定时器T1方式1，则K＝l6；若定时器T1方 式2或方式3，则K＝8。
2. 串行口控制寄存器SCON SCON是可以进行位寻址ห้องสมุดไป่ตู้8位控制寄存器，地址 为98H。SCON的各位的定义和功能如下：
SCON.7 SM0
.6 SM1
.5
.4
.3
.2 RB8
.1 TI
SCON.0 RI
SM2 REN TB8
SM0、SM1： 串行口工作方式选择位（内容见 4.2.2节）。 SM2： 多机通信控制位。具体用法见4.3.3节。 REN： 串行接收允许位。由软件置位或清除。软 件置1时，串行口允许接收，清零后禁止接收。 TB8： 在方式2和方式3中是发送的第9位数据。 RB8： 在方式2和方式3中是接收的第9位数据。 TI： 发送中断标志位。发送结束时由硬件置位。 该位必须用软件清零。 RI： 接收中断标志位。结束接收时由硬件置位。 该位必须用软件清零。
2. 同步方式 将一大批数据分成几个数据块，数据块之间用同步 字符予以隔开，而传输的各位二进制码之间都没有 间隔，所以同步方式是按数据块传送数据的，一次 可以传送完一大批数据。 同步方式中，每一位数据占用的传输时间都是相等 的，接收机的接收时钟应该和发送机的发送时钟以 及传送的码元同步。图4-2(b)中给出了典型的数据 格式。与图4-2(a)相比，同步通信方式的数据格式 中没有两帧之间的空闲时间，也没有一帧之内的识 别标志位。显然这种方式可以大大提高通信速度， 常用于高速计算机的大容量数据通信。
第4章8051单片机的中断系统复习
串行口接收中断标志。接收完一帧，由硬件置位。 响应中断后，必须用软件清0。
Hale Waihona Puke 8第四章 8051单片机的中断系统
2. 中断允许控制
中断允许和禁止由中断允许寄存器 IE （ A8H ）控制。 IE 中 各位设置：为0时，禁止中断；为 1时，允许中断。
中断允许位。当 EA＝1，允许所有 中断开放；当EA ＝0时，屏蔽所有 中断。
1）.由硬件自动使标志位复“0”（即撤除），它们是：定时器0或1， 外部中断0或1 2）. 中断系统不予以自动撤除，是串行口的中断请求标志。 20
第四章 8051单片机的中断系统 实验三电路如下，用中断方法实现LED1和LED2闪亮。
B1 LED1
LED2
21
B2
第四章 8051单片机的中断系统 编程如下：
中断程序
INT1:
第四章 8051单片机的中断系统 中断响应的条件：
1．必须没有同级或更高级别的中断正在得到响应，如果有的话， 则必须等CPU为它们服务完毕，返回主程序并执行一条指令之后才 能响应新的中断申请。 2．必须要等当前正在执行的指令执行完毕以后，CPU才能响应 新的中断申请。 3．若正在执行的指令是RETI（中断返回），则必须要在执行完 该指令以及紧随其后的另外一条指令之后才可以响应新的中断申请。
10
第四章 8051单片机的中断系统 在同一优先级内有一个由内部查询序列确定的优先级结构。其 排列如下： 中断源 中断优先级 最高 ⒈ 外部中断0 ⒉ 定时器T0中断 ⒊ 外部中断1 ⒋ 定时器T1中断 ⒌ 串行口中断 最低 中断嵌套： 优先级高的事件可以中断 CPU 正在 处理的低级的中断服务程序，待完成了 高级中断服务程序之后，再继续被打断 的低级中断服务程序。这是中断嵌套问 题。 11
第四章中断系统
一、中断源和中断请求标志
8051单片机有5个中断请求源：
▪ 外部输入中断源INT0(P3.2) 或
▪ 外部输入中断源INT1(P3.3)
或
▪ 片内定时器T0的溢出
▪ 片内定时器T1的溢出 ▪ 片内串行口发送或接收中断源
(2)中断服务程序入口地址（也称为中断向量）由硬件 决定，与CPU类型有关，不能更改。而子程序入口地 址由用户安排。
(3) 子程序中可以任意调用另一子程序，但中断有优先 级，同级或低级中断不能打断正在执行的同级或更高优 先级中断服务程序。
(4) 尽管子程序返回指令RET和中断返回指令RETI均会 将栈顶两个字节信息装入PC，恢复断点，但RETI还清 除相应中断优先级触发器，因此中断返回指令不可用子 程序返回指令RET代替。
INT0 INT1
单片机 T0 T1
串行口
MCS-51的中断系统——中断标 志
中断源
中断标志位
CPU
INT0
IE0
T0
TF0
主
INT1
IE1
程 序பைடு நூலகம்
T1
TF1
串口
TI
RI
▪ 每一个中断源都有相应的中断标志位；
▪ 某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1。
MCS-51的中断系统——中断允许
中断源
中断标志位 中断允许
• IE0：外部中断0中断标志。其操作功能与IE1 相同。
• IT0：外中断0触发方式控制位。其操作功能与 IT1相同。
SCON寄存器——串行口控制寄存 器
SCON
76 5 4
3
第4章 MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信
表4-2 中断源入口地址表 中断源 外部中断0 中断服务程序入口地址 0003H
定时器/计数器T0 外部中断1 定时器/计数器T1 串行口中断
000BH 0013H 001BH 0023H
单片机的两个相邻中断源中断服务程序入口地址 相距只有8个单元，一般中断服务程序容纳不下，因此 在该中断的入口地址处放一条长跳转指令LJMP，这 样就可以转到64KB的任何可用区域了。在2KB范围内 转移可用短跳转AJMP指令。
表4-1 同级中断源优先级排列顺序
中断源
外部中断0（IE0） 定时器/计数器T0中断（TF0） 外部中断1（IE1） 定时器/计数器T1中断（TF1）
同级内的优先级
最低级
串行口中断（RI+TI）
最高级
当单片机系统复位后，IE中各位均被清0，所有 中断源禁止；IP中各位均被清0，5个中断源均为低优 先级。
SET SET
SET
ET0 ET1
EA
；定时器/计数器0允许中断 ；定时器/计数器1允许中断
；CPU开中断
用字节操作指令 MOV IE，#8AH 或 MOV A8H，#8AH
（2）中断优先级控制寄存器（IP） MCS-51单片机系统的中断源有两个优先级，每 个中断源均可由中断优先级寄存器IP来设置优先级别。 IP的字节地址为0B8H，位地址为0B8H～0BFH。与 中断有关的控制位如下： 位地址 0BFH 0BEH 0BDH 0BCH 0BBH 0BAH 0B9H 0B8H
TMOD是定时器的工作方式寄存器，TCON是控制 寄存器，用于对T0和T1的管理和控制。
2．定时器/计数器的结构的工作原理 16位定时器/计数器的核心是一个加1计数器，如图 4-4所示。
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定时器/计数器0和1的设置与中断标志
总中断使能位 中断使能位
优先级
EA=1 ET0 / ET1 (IE.1 / IE.3)
PT0 /PT1 (IP.1 / IP.3)
ETi = 1/0 开/关中断i
PTi =1/0 高/低优先级
中断标志
TF0 /TF1 (TCON.5 / TCON.7)
中断请求
串行中断的设置与中断标志
• 2. TCON寄存器 • TCON 是定时器 / 计数器 0 和 1 （ T0 、 T1 ）的控制寄存器，同时也用来锁存 T0 、 T1 的溢出中断申请标志和外部中断请求 标志。 • 3. SCON寄存器 • SCON为串行口控制寄存器，其中的 低2位用作串行口中断请求标志 。
•
4 . 在MCS-51单片器IE控制的。
• 4.1 中断的概念 • 中断是指在CPU正在处理某项事务的时候， 如果外界或内部发生了紧急事件，要求CPU暂 停正在运行的工作转而去处理这个紧急事件， 待处理完后再回到原来被中断的地方，继续原 来被打断了的工作的过程。中断是计算机中一 个很重要的概念，中断技术的引入使计算机的 发展和应用都大大地推进了一步。可以说：没 有中断技术，就没有目前计算机的广泛应用。
同一优先级的预设优先权 (自然优先级)
中 断 源 外部中断0 定时器/计数器0中断
同级内优先权排列(自然优先级) 最高
外部中断1
定时器/计数器1中断
串行接口中断
定时器/计数器2中断 最低
中断响应 ①. 响应过程
中 断 源 外部中断0 定时器/计数器0中断 外部中断1 定时器/计数器1中断 串行接口中断 定时器/计数器2中断 中断入口地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
第4章 MCS-51单片机 的中断系统
一、数据传送方式 1. 无条件传送方式 2. 查询
3. 直接存储器存取
4. 中断 二、中断 1. 概念 2. 中断优先级 3. 中断嵌套 4. 中断响应与中断屏蔽 三、MCS51单片机的中断源 共六个：外部中断0和1，定时器/计数器0和1，串行接口、中断定时器/计数器2
总中断使能位 中断使能位 EA=1 ES (IE.4) ES= 1/0 开/关串行中断
优先级
中断标志* 中断标志*
PS (IP.4)
RI (SCON.0) TI (SCON.1)
PS =1/0 高/低优先级
RI =1 接收中断 TI =1 发送中断
* 在中断服务程序中， RI和TI必须由软件清零
定时器/计数器2的设置与中断标志
中断使能寄存器IE D7 EA D6 -D5 ET2 D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0
•
5 . MCS-51系列单片机的中断优先级 是由中断优先级寄存器IP控制的。
中断优先级寄存器IP D7 -D6 -D5 PT2 D4 PS D3 PT1 D2 PX1 D1 PT0 D0 PX0
•4.2 8051中断系统结构及中断控制
• MCS-51系列单片机有5个中断源和其相 应的控制寄存器。 • 1. 中断源
• MSC-51 系列单片机的 5 个中断源，包括 2 个外部中断源和3个内部中断源。 • 2 个外部中断源是外部中断 0 和外部中断 1 ， 相应的中断请求信号输入端是INT0和INT1。 • 3个内部中断源是定时器/计数器0溢出中断， 定时器/计数器1溢出中断，串行口的发送和接 收中断(TI和RI)。
② 中断嵌套 ①高优先级的中断可以中断低优先级的中断服务，条件是低优先级的中断 服务程序没有关闭总中断EA； ②在中断同时发生，或者几个中断在等待响应时，同一优先级中自然优先 级高的中断源先被响应。 ③ 中断屏蔽
• 4.4 中断响应时间 • 在不同的情况下CPU响应中断的时间是不同 的 。 以 外 部 中 断 为 例 ， INT0(————) 和 INT1(————) 引脚的电平在每个机器周期的 S5P2 时刻经反相锁存到 TCON 的 IE0 和 IE1 标志 位，CPU在下一个机器周期才会查询到新置入 的IE0 和 IE1 ，如果满足响应条件， CPU 响应中 断时要用两个机器周期执行一条硬件长调用指 令“ LCALL” ，由硬件完成将中断矢量地址装 入程序指针PC中，使程序转入中断矢量入口。 因此，从产生外部中断到开始执行中断程序至 少需要三个完整的机器周期。
• 4.3 中断响应过程 • CPU 在每个机器周期的 S5P2 时刻采样 各中断源的中断请求信号，并将它锁存 在 TCON 或 SCON中的相应位。在下一个 机器周期对采样到的中断请求标志进行 查询。如果查询到中断请求标志，则按 优先级高低进行中断处理，中断系统将 通过硬件自动将相应的中断矢量地址装 入PC，以便进入相应的中断服务程序。
总中断使能位
中断使能位 优先级 中断标志**
EA=1
ET2 (IE.5) PT2 (IP.5) TF2 (T2CON.7 ) ET2 = 1/0 开/关中断 PT2 =1/0 高/低优先级 TF2 = 1中断请求
**在中断服务程序中， TF2必须由软件清零
• 4.5 中断响应后中断请求的撤除 • 中断源提出中断申请，在 CPU 响应此中断请求后， 该中断源之中断请求在中断返回之前应当撤除，以免 引起重复中断，被再次响应。 • 对于边沿触发的外部中断， CPU 在响应中断后由硬 件自动清除相应的中断请求标志IE0和IE1。 • 对于定时器溢出中断， CPU 在响应中断后就由硬件消 除了相应的中断请求标志TF0、TF1。 • 对于串行口中断， CPU 在响应中断后并不自动清除 中断请求标志 RI 或 TI ，因此必须在中断服务程序中用 软件来清除。
中 断 源 外部中断0
中断入口地址 0003H
定时器/计数器0中断
外部中断1 定时器/计数器1中断 串行接口中断 定时器/计数器2中断
000BH
0013H 001BH 0023H 002BH
外部中断0和1的设置与中断标志
总中断使能位 中断使能位 中断触发方式 优先级 中断标志 EA=1 EX0 / EX1 (IE.0 / IE.2) IT0 / IT1 (TCON.0 / TCON.2) PX0 /PX1 (IP.0 / IP.2) IE0 /IE1 (TCON.1 / TCON.3) EXi = 1/0 开/关中断i ITi=1/0 边沿/低电平触发 PXi =1/0 高/低优先级 IEi =1/0 外部中断i请求中断