单片机的中断系统

1. 采用位操作指令 SETB EA ；
SETB
EX0 ； 开
中断INT 0 中断
为 INT 0高优先级
SETB
PX0 ； 令
CLR
IT0 ；
令
为 INT 0 电平触发
2. 采用字节操作指令 MOV IE，#81H ； ORL IP，#01H ； 开INT 0 中断 令 INT 0 为高优先级
ORL TCON，#0FEH ; 令INT 0 电平触发
2). 同等优先级中断源之间不能中断对方的中断服务过程。 为了实现上述两条原则，中断系统内部包含两个不可寻址的 优先级状态触发器。其中一个用来指示某个高优先级的中断源正 在得到服务，并阻止所有其他中断的响应；另一个触发器则指出 某低优先级的中断正得到服务，所有同级的中断都被阻止，但不 阻止高优先级中断源。 当同时收到几个同一优先能的中断时，响应哪一个中断源取 决于内部查询顺序。其优先级排列如图5-6所示。
2. 串行口控制寄存器（SCON） SCON的格式如图5-3所示。
TCON (98H)
D7 D6 D5
D4 D3
D2 D1 D0
SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
TI
RI
图5-3 SCON的格式
SCON中的高6位用于串行口控制，低2位（RI、TI）用于中 断控制，其作用如下： 1) TI为串行口发送中断请求标志位，发送完一帧串行数据 后，由硬件置1，其清零必须由软件完成。 2) RI为串行口接收中断请求标志位，接收完一帧串行数据 后，由硬件置1，其清零必须由软件完成。
D4 D3
——
D2 D1 D0
ES ET1 EX1 ET0 EX0
图5-4 中断允许控制寄存器的格式
寄存器中用于控制中断的共6位，实现中断管理，其作用 如下。 EA为中断允许总控制位。EA=1时，CPU开放中断；EA=0时， CPU屏蔽所有中断请求。
ES、ET1、EX1、ET0、EX0为对应的串行口中断、定 时/计数器1中断、外部中断1中断、定时器/计数器0中断、 外部中断0中断的中断允许位。对应位为1时，允许其中断， 对应位为0时，禁止其中断。 MCS-51单片机中断系统的管理是由中断允许总控制 EA和各中断源的控制位联合作用实现的，缺一不可。 MCS-51单片机系统复位后，IE各位均清零，即禁止所 有中断。
中断源 外部中断0 定时器/计数器0溢出 外部中断1 定时器/计数器1溢出 串行口 图5-6 中断优先级排列 同级内中断优先级别 最高
最低
5.1.4 中断服务程序入口地址 MCS-51单片机5个中断源的中断服务程序入口地址如表5-1 所示。
表5-1 MCS-51中断服务程序入口地址表 中断源 中断服务程序入口地址
0
TI RI
SCON 中断标志
≥1
PS ES EA
1 0
中断矢量 硬件查询
图5-1 MCS-51 单片机中断系统结构
自 然 优 先 级
TF1
PT1
1
自 然 优 先 级
低 级 中 断 请 求 PC
1. 外部中断 它们的中断请求信号有效方式分为电平触发和脉冲触发两 种。电平方式是低电平有效，脉冲方式为负跳变触发有效。 对于电平方式，只要检测到低电平信号即为有效申请。对 于脉冲方式 ，则需要比较两次检测到的信号，才能确定中断请 求信号是否有效。中断请求信号高低电平的状态都应该至少维 持一个机器周期，以确保电平变化能被单片机检测到。 2. 内部中断 除外部中断外，内部还有TF0、TF1、TI/RI分别为定时/计 数器溢出中断和串行口的发送/接收中断的中断源。 5.1.2 中断控制 MCS-51单片机设置了4个专用寄存器用于中断控制，用户 通过设置其状态来管理中断系统。 1. 定时器控制寄存器（TCON） TCON的格式如图5-2所示。
2. 串行口中断请求的撤除 TI和RI是串行口中断的标志位，中断系统不能自动将它们 撤除，这是因为MCS-51进入串行口中断服务程序后常需要对 它们进行检测，以测定串行口发生了接收中断还是发送中断。 为了防止CPU再次响应这类中断，用户应在中断服务程序的适 当位置处通过指令将它们撤除： CLR TI ； 撤除发送中断 CLR RI ； 撤除接收中断 若采用字节指令，则也可采用如下指令： ANL SCON，#0FCH ；撤除发送和接收中断 或采用位判断清除指令： JBC TI, rel; 判断TI标志是否置位，若置位则跳转 并撤除发送中断 JBC RI, rel; 判断RI标志是否置位，若置位则跳转 并撤除接收中断
5.1.6 中断系统的初始化 MCS-51中断系统功能，是可以通过上述特殊功能寄存器进 行统一管理的，中断系统初始化是指对这些特殊功能的寄存器中 各控制位进行赋值。 中断系统初始化步骤如下： 1). 置位相应中断源的中断允许； 2). 设定所有中断源的中断优先级； 3). 若为外部中断，则应规定低电平还是负边沿的中断触发方 式。 例如，用 INT 0 为低电平触发的中断系统初始化程序。
因此，电平触发型外部中断请求的撤除必须使或上的低电平随 着其中断被CPU响应而变为高电平。一种可供采用的电平型外 部中断的撤除电路如图5-7所示。
INT0
Q
D C P 1
8051
SD
外部中断信号
P1.0 图5-7 电平型外部中断的撤除电路
由图可见，当外部中断源产生中断请求时，D触发器的复 位成０状态，Q端的低电平被送到INT 0 ，该低电平被8051 检测后就使中断标志IE0置１。8051响应 INT 0 上的中断请求 可使INT 0 中断服务程序执行，故可以在中断服务程序开头安 排如下程序来使 INT 0上的电平拉高。 INSVR：ORL P1, #01H ANL P1, #0FEH CLR IE0 … END 8051执行上述程序就可使P1.0上产生一个宽度为两个机 器周期的负脉冲。在该负脉冲作用下，D触发器被置位成1状 态， 0 上的电平也因此而变高，从而撤除了其上的中断请 INT 求。
第5章 单片机的中断系统
51单片机的中断系统是8位机中功能较强的，可以提供5个中 断源（52系列是6个），具有两个中断优先级，可以实现两级 中断嵌套。 5.1 中断的基本知识 5.1.1 中断源及中断结构 MCS-51单片机的5个中断源分为两种类型：一类是外部中断 源，包括INT 0 和 INT1 ；一类是内部中断源，包括两个定时 器/计数器（T0和T1）的溢出中断和串行口的发送/接收中断。 MCS-51单片机中断系统结构图5-1所示。
TCON (88H)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
图5-2
TCON的格式
在该寄存器中，TR1、TR0用于定时/计数器的启动控制，其 余6位用于中断控制，其作用如下： 1) IT0为外中断0请求信号方式控制位。IT0=1为脉冲触发方式 （负跳变有效），IT0=0为电平方式（低电平有效）。 2) IE0为外部中断0请求标志位。当CPU检测到（P3.2）端有 中断请求信号时，由硬件置位，使IE0=1请求中断，中断响应后 转向中断服务程序时，由硬件自动清零。 3) IT1为外部中断1请求信号方式控制位，其作用同IT0。 4) IE1为外部中断1请求标志位，其作用同IE0。 5) TF0（TF1）为定时/计数器溢出标志位，此标志的作用将在 5.3节说明。
1讲
TCON 1 INT0=0 引脚 INT0=1
IE 源允许 总允许
IP 优先级
IE0
PX0 EX0 PT0 ET0 PX1 EX1
1 0 1 0 1 0
来自百度文库
高 级 中 断 请 求 PC
定时器T0
TF0 1
INT1=0
中断矢量 硬件查询
引脚 INT1=1 定时器T1
IE1
ET1
串口发TXD 串口收RXD 注：IT0、IT1 也在TCON中
在MCS-51单片机串行口中，以TI和RI的逻辑“或”作为一 个内部中断源，二者之一置位就可以产生串行口中断请求，然后 在中断服务程序中测试这两个标志位，以决定是发送中断还是接 收中断。
3. 中断允许控制寄存器（IE） 中断允许控制寄存器的格式如图5-4所示。
IE
(A8H)
D7 D6 D5
EA ——
4. 中断优先级控制寄存器（IP） 中断优先级控制寄存器的格式如图5-5所示。
IP (B8H)
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
—— —— —— PS PT1 PX1 PT0 PX0
图5-5 中断优先级控制寄存器的格式
图5-5 中断优先级控制寄存器的格式 MCS-51单片机规定了两个中断优先级：高级中断和低级中 断。用中断优先级寄存器（IP）的5位状态管理5个中断源的优 先级别，即PS、PT1、TX1、PT0、PX0分别对应串行口中断、 定时器/计数器1中断、外部中断1中断、定时器/计数器0中断、 外部中断0中断。当相应位为1时，设置其为高级中断；相应位 为0时，设置其为低级中断。 5.1.3 中断优先级结构 MCS-51中断系统具有两级优先级（由IP寄存器把各中断源 的优先级分为高优先级和低优先级），它们遵循下列两条基本 原则： 1). 为了实现中断嵌套，高优先级中断请求可以中断低优先级的 中断服务，反之，则不允许；
外部中断0
定时器/计数器0溢出 外部中断1 定时器/计数器1溢出 串行口
0003H
000BH 0013H 001BH 0023H
5.1.5 中断请求的撤除 在中断请求被响应前，中断源发出的中断请求由CPU锁 存在特殊功能寄存器TCON和SCON的相应中断标志位中。一 旦某个中断请求得到响应，CPU必须把它的响应标志位复位 成0状态，否则MCS-51就会因中断未能得到及时撤除而重复 响应同一中断请求，这是绝对不允许的。 MCS-51单片机有5个中断源，但实际上只分属于3种中断 类型。这3种类型是：外部中断、定时器溢出中断和串行口中 断。对于这3种中断类型的中断请求，其撤除方法是不同的。 1. 定时器溢出中断请求的撤除 TF0和TF1是定时器溢出中断标志位，它们因定时器溢出中 断请求的输入而置位，因定时器溢出中断得到响应而自动复 位成0状态。因此，定时器溢出中断源的中断请求是自动撤除 的，用户根本不必专门为它们撤除。
3. 外部中断的撤除 外部中断请求有两种触发方式：电平触发和负边沿触发。 对于这两种不同的中断触发方式，MCS-51撤除它们的中断请 求的方法是不相同的。 在负边沿触发方式下，外部中断标志IE0和IE1是依靠CPU两次 检测 INT 0或 INT1 上触发电平状态而设置的。因此，芯片设 计者使CPU在响应中断时自动复位IE0或IE1，就可撤除 INT 0 或 INT1 上的中断请求，因为外部中断源在中断服务程序时是 不可能再在 INT 0 或 INT1 上产生负边沿，而使相应的中断标志 IE0或IE1置位。 在电平触发方式下，外部中断标志IE0和IE1是依靠CUP检 测或上低电平而置位的。尽管CPU响应中断时相应中断标志 IE0或IE1，能自动复位成０状态，但若外部中断源不能及时撤 除它在或上的低电平，就会再次使已经变０的中断IE0或IE1置 位，这是绝对不允许的。
显然，采用位操作指令进行中断系统初始化是比较简单 的。因为用户不必记住各控制位在寄存器中的位置，只需按 各控制位名称来设置，而各控制位名称是比较容易记忆的。
5.2 中断的编程及应用实例
C51语言编译器支持在C语言源程序中直接编写51单片机的中 断服务函数程序，从而减轻了采用汇编语言编写中断服务程序的 烦琐程序。为了能在C语言源程序中直接编写中断服务函数，C51 语言编译器对函数的定义有所扩展，增加了一个扩展关键字 interrupt。关键字interrupt是函数定义时的一个选项，加上这个选 项即可将函数定义成中断服务函数。 定义中断服务函数的一般形式为： 函数类型 函数名（形式参数表） interrupt n [using m] interrupt 后面的n 是中断号，n的取值范围为0～31。编译器 从8n+3处产生中断向量，具体的中断号n和中断向量取决于不同 的51系列单片机芯片。对于MCS-51单片机而言，外部中断0中断、 定时器/计数器0溢出中断、外部中断1中断、定时器/计数器1溢出 中断、串行口发送/接收中断对应的中断号分别为0、1、2、3、4。 using后面的m是选择哪个工作寄存器区，分别为0、1、2、3。