单片机中断系统及应用.ppt
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MCS－51单片机 中断系统及应用
【本章提要】本章介绍MCS－51单片机重要功 能硬件中断系统、定时/计数器、串行口的工作原 理及应用。通过本章学习，熟悉中断的基本概念； 掌握中断系统的硬件组成和中断系统的程序结构、 初始化编程的设计方法；掌握定时/计数器、串行 口的结构工作原理与应用。
中断计数流水灯电路
3． 3 级中断控制开关设置
3．第三级开关——中断优先级开关设置 中断优先级控制寄存器IP的字节地址是B8H，可以
字节寻址，也可以位寻址。各位定义如下： PS ：串行口中断优先级控制位 PT1：定时器T1中断优先级控制位 PX1：外部中断1中断优先级控制位 PT0：定时器T0中断优先级控制位 PX0：外部中断0中断优先级控制位
图4—6 中断控制寄存器TCON各位定义
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2. 4个中断有关的控制寄存器
（2） 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器用于外部IO口扩展和单片机与计 算机、单片机、外部设备之间通信，与外部中断控制无 关，将在串行口应用中介绍。
（3） 中断允许控制寄存器IE
MCS－51对中断源的开放或屏蔽是由中断允许寄存 器IE控制的。IE的字节地址பைடு நூலகம்A8H，可以按位寻址。
4．2．2 中断响应过程
主程序运行响应中断 时，程序计数器PC的值称 为断点；中断程序的地址 称为中断程序入口；响应 中断后执行的程序称为中 断服务程序；中断程序执 行完返回断点重新执行主 程序称为中断返回。
图4－3 中断响应过程流程图
中断检测
由于中断发生时间是随机的，因此程序的断点是不 确定的。当中断发生时产生时，低电平向CPU发中断请 求信号，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样是否为0， 如果为0中断标志自动将IE0置1，如图4－4所示。
4．2．1 问题的提出——中断的概念
中断是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终止原程序的执行， 转去完成相应紧迫任务的处理程序，待处理结束之后再 返回继续执行被中断原程序的过程。实现这种中断功能 的硬件系统和软件系统统称为中断系统。
中断方式是单片机提高工作效率的最佳途经，掌握 中断技术是学习单片机应用技术的重要内容之一。
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1. 5个中断源
4．T1：定时器T1溢出中断请求。当T1工作在计数状态 时，计数脉冲从P3.5脚输入。当定时器T1产生溢出时， 定时器T1中断请求标志位（TCON.7）置位（由硬件自 动执行），请求中断处理。 5．RX/TX：串行中断请求。当接收或发送完一串行帧 时，内部串行口中断请求标志位RI（SCON.0）或TI （SCON.1）置位（由硬件自动执行），请求中断。串行 口应用时，一般是RX、TX同时使用，相互配合完成串 行数据传输工作。
地址位 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H
位定义 EA
ES ET1 EX1 ET0 IT0
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2. 4个中断有关的控制寄存器
（4）中断优先级控制寄存器IP
IP规定了两个中断级别，称为低级优先级和高级优先 级。每一个中断源均可由程序设置为高级优先级中断或低 级优先级中断，从而实现中断嵌套。
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2. 4个中断有关的控制寄存器
（1）中断控制寄存器TCON 中断控制寄存器TCON有两个作用，即除了控制
定时/计数器T0和T1的溢出中断外，还控制外部中断 的触发方式和锁存外部中断请求标志位。TCON字节 地址为88H，可位寻址，位地址范围为88H～8FH。
地址位 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位定义 TF1 TR1 TF0 TR1 IE1 IT1 IE0 IT0
平维持时间过长时，一个中断申请会引发多个中断，因此 必须采用措施撤消中断申请。
2. 第二级开关——中断允许和开放中断开关 五个中断源各有一个开关进行控制，通过软件对IE的
某位置1操作，实现相应中断允许开关闭合，于是某个中断 申请被允许。注意，无论哪个或哪几个中断被允许，能否 实现中断还必须开放总中断，即用软件设置EA=1。
【项目任务】 本项目采用外部中断方式实现 0～9 循环计数和流
水灯控制电路。在单片机 I/O 口连接一个按键，当开关 断开时，单片机电路进行循环计数；当开关按下时，计 数停止，单片机控制流水灯点亮。当流水灯点亮两轮后， 计数按照中断时的计数值继续计数。
通过本项目设计制作，熟悉单片机中断的基本概念， 掌握MCS－51单片机中断系统的硬件结构、外部中断 的基本原理和应用。
4．2．3 MCS－51中断系统结构
P3.2 P3.4 P3.3 P3.5 P3.0 P3.1
图4－5 MCS－51单片机中断系统上一页 下一页
1. 5个中断源
1． INT 0：外部中断0请求，由P3.2脚输入。它受外部电路 控制实现中断0请求，由P3.2脚输入。通过IT0位来决定中 断请求信号是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号 有效，则向CPU申请中断，并建立IE0标志。 2． INT 1 ：外部中断1请求，由P3.3脚输入。通过IT1位来 决定是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效， 则向CPU申请中断，并建立IE1标志。 3．T0 ：定时/计数器T0溢出中断请求。当T0工作在计数状 态时，计数脉冲从P3.4脚输入。当定时器T0产生溢出时， 定时/计数器T0中断请求标志位置位（由硬件自动执行）， 请求中断处理。
同一优先级中按照自然优先级的次序响应中断。在同 一优先级同时发生几个的中断请求时，响应哪个中断取决 于内部查询次序。
表4－4 同级内中断查询次序 同级查询次序
先
后
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3． 3 级中断控制开关设置
1. 第一级开关——中断触发方式开关 IT0/IT1=1时， 外部中断信号取下降沿触发方式。 IT0/IT1=0时， 外部中断信号取电平触发方式，低电
图4－4 CPU在S5P2检测中断请求信号
中断入口
表4－3 中断入口地址表
两个中断入口之间只有8个单元，一般情况都放不下中断服务 程序，因此，通常将中断入口放置一条无条件转移指令。如LJMP I001单片机响应中断后，进入中断入口0003H，然后转移到代表 I001的地址去执行中断服务程序I001。
【本章提要】本章介绍MCS－51单片机重要功 能硬件中断系统、定时/计数器、串行口的工作原 理及应用。通过本章学习，熟悉中断的基本概念； 掌握中断系统的硬件组成和中断系统的程序结构、 初始化编程的设计方法；掌握定时/计数器、串行 口的结构工作原理与应用。
中断计数流水灯电路
3． 3 级中断控制开关设置
3．第三级开关——中断优先级开关设置 中断优先级控制寄存器IP的字节地址是B8H，可以
字节寻址，也可以位寻址。各位定义如下： PS ：串行口中断优先级控制位 PT1：定时器T1中断优先级控制位 PX1：外部中断1中断优先级控制位 PT0：定时器T0中断优先级控制位 PX0：外部中断0中断优先级控制位
图4—6 中断控制寄存器TCON各位定义
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2. 4个中断有关的控制寄存器
（2） 串行口控制寄存器SCON
串行口控制寄存器用于外部IO口扩展和单片机与计 算机、单片机、外部设备之间通信，与外部中断控制无 关，将在串行口应用中介绍。
（3） 中断允许控制寄存器IE
MCS－51对中断源的开放或屏蔽是由中断允许寄存 器IE控制的。IE的字节地址பைடு நூலகம்A8H，可以按位寻址。
4．2．2 中断响应过程
主程序运行响应中断 时，程序计数器PC的值称 为断点；中断程序的地址 称为中断程序入口；响应 中断后执行的程序称为中 断服务程序；中断程序执 行完返回断点重新执行主 程序称为中断返回。
图4－3 中断响应过程流程图
中断检测
由于中断发生时间是随机的，因此程序的断点是不 确定的。当中断发生时产生时，低电平向CPU发中断请 求信号，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样是否为0， 如果为0中断标志自动将IE0置1，如图4－4所示。
4．2．1 问题的提出——中断的概念
中断是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终止原程序的执行， 转去完成相应紧迫任务的处理程序，待处理结束之后再 返回继续执行被中断原程序的过程。实现这种中断功能 的硬件系统和软件系统统称为中断系统。
中断方式是单片机提高工作效率的最佳途经，掌握 中断技术是学习单片机应用技术的重要内容之一。
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1. 5个中断源
4．T1：定时器T1溢出中断请求。当T1工作在计数状态 时，计数脉冲从P3.5脚输入。当定时器T1产生溢出时， 定时器T1中断请求标志位（TCON.7）置位（由硬件自 动执行），请求中断处理。 5．RX/TX：串行中断请求。当接收或发送完一串行帧 时，内部串行口中断请求标志位RI（SCON.0）或TI （SCON.1）置位（由硬件自动执行），请求中断。串行 口应用时，一般是RX、TX同时使用，相互配合完成串 行数据传输工作。
地址位 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H
位定义 EA
ES ET1 EX1 ET0 IT0
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2. 4个中断有关的控制寄存器
（4）中断优先级控制寄存器IP
IP规定了两个中断级别，称为低级优先级和高级优先 级。每一个中断源均可由程序设置为高级优先级中断或低 级优先级中断，从而实现中断嵌套。
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2. 4个中断有关的控制寄存器
（1）中断控制寄存器TCON 中断控制寄存器TCON有两个作用，即除了控制
定时/计数器T0和T1的溢出中断外，还控制外部中断 的触发方式和锁存外部中断请求标志位。TCON字节 地址为88H，可位寻址，位地址范围为88H～8FH。
地址位 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位定义 TF1 TR1 TF0 TR1 IE1 IT1 IE0 IT0
平维持时间过长时，一个中断申请会引发多个中断，因此 必须采用措施撤消中断申请。
2. 第二级开关——中断允许和开放中断开关 五个中断源各有一个开关进行控制，通过软件对IE的
某位置1操作，实现相应中断允许开关闭合，于是某个中断 申请被允许。注意，无论哪个或哪几个中断被允许，能否 实现中断还必须开放总中断，即用软件设置EA=1。
【项目任务】 本项目采用外部中断方式实现 0～9 循环计数和流
水灯控制电路。在单片机 I/O 口连接一个按键，当开关 断开时，单片机电路进行循环计数；当开关按下时，计 数停止，单片机控制流水灯点亮。当流水灯点亮两轮后， 计数按照中断时的计数值继续计数。
通过本项目设计制作，熟悉单片机中断的基本概念， 掌握MCS－51单片机中断系统的硬件结构、外部中断 的基本原理和应用。
4．2．3 MCS－51中断系统结构
P3.2 P3.4 P3.3 P3.5 P3.0 P3.1
图4－5 MCS－51单片机中断系统上一页 下一页
1. 5个中断源
1． INT 0：外部中断0请求，由P3.2脚输入。它受外部电路 控制实现中断0请求，由P3.2脚输入。通过IT0位来决定中 断请求信号是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号 有效，则向CPU申请中断，并建立IE0标志。 2． INT 1 ：外部中断1请求，由P3.3脚输入。通过IT1位来 决定是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效， 则向CPU申请中断，并建立IE1标志。 3．T0 ：定时/计数器T0溢出中断请求。当T0工作在计数状 态时，计数脉冲从P3.4脚输入。当定时器T0产生溢出时， 定时/计数器T0中断请求标志位置位（由硬件自动执行）， 请求中断处理。
同一优先级中按照自然优先级的次序响应中断。在同 一优先级同时发生几个的中断请求时，响应哪个中断取决 于内部查询次序。
表4－4 同级内中断查询次序 同级查询次序
先
后
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3． 3 级中断控制开关设置
1. 第一级开关——中断触发方式开关 IT0/IT1=1时， 外部中断信号取下降沿触发方式。 IT0/IT1=0时， 外部中断信号取电平触发方式，低电
图4－4 CPU在S5P2检测中断请求信号
中断入口
表4－3 中断入口地址表
两个中断入口之间只有8个单元，一般情况都放不下中断服务 程序，因此，通常将中断入口放置一条无条件转移指令。如LJMP I001单片机响应中断后，进入中断入口0003H，然后转移到代表 I001的地址去执行中断服务程序I001。