MCS-51系列单片机的中断系统ppt课件
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MCS-51系列单片机的中断系统
单片机原理与接口技术
大连理工大学出版社
第5章 中断
当断不断必受其乱
第5章 中断系统
5.1 概述 MCS-51系列单片机的中断系统 5.2 MCS-51系列单片机的中断系统 5.3 中断程序设计方法
第5 章
中断系统
中断控制是单片机最重要的技术之一， 实时控制及人机交互等应用都是通过中 断实现的。 本章主要介绍中断的基本概念、MCS-51 系列单片机单片机的中断机制及其简单 应用。
5.2.2中断控制 5.2.2中断控制
1.中断允许 MCS-51系列单片机中断系统通过中断允许控制 寄存器IE实现开中断和关中断的功能。 （1）IE寄存器 IE寄存器由一个中断允许总控制位和各中断源 的中断允许控制位构成，从而进行两级中断允 许控制。IE寄存器的各位定义如下：
5.2.2中断控制 IE寄存器
5.2.2中断控制 IE寄存器
EX1（IE.2）——外中断1的中断允许控 制位。中断总允许时，EX1=0，禁止外中 断1中断；EX1=1，允许外中断1中断。 ET1（IE.3）——定时器T1的中断允许控 制位。中断总允许时，EX1=0，禁止T1中 断；ET1=1，允许T1中断。
5.2.2中断控制 5.2.2中断控制 IE寄存器
5.2.1中断源和中断标志
当MCS-51系列单片机的外中断源以脉冲方式触 发时，负脉冲有效。CPU在一个机器周期采样到 INT0（或者 INT1 ）引脚上为高电平，在接下 来的一个机器周期采样到INT0（或者INT1）引 脚上是低电平，即出现了下降沿的跳变（负脉 冲）时，就认为是外中断0（或者外中断1）的 一个有效的中断请求信号。因为两次检测的间 隔时间为一个机器周期，负脉冲对应的高低电 平持续时间都应至少维持一个机器周期，从而 保证CPU能够检测到电平的跳变。
大连理工大学出版社
第5章 中断
当断不断必受其乱
第5章 中断系统
5.1 概述 MCS-51系列单片机的中断系统 5.2 MCS-51系列单片机的中断系统 5.3 中断程序设计方法
第5 章
中断系统
中断控制是单片机最重要的技术之一， 实时控制及人机交互等应用都是通过中 断实现的。 本章主要介绍中断的基本概念、MCS-51 系列单片机单片机的中断机制及其简单 应用。
5.2.2中断控制 5.2.2中断控制
1.中断允许 MCS-51系列单片机中断系统通过中断允许控制 寄存器IE实现开中断和关中断的功能。 （1）IE寄存器 IE寄存器由一个中断允许总控制位和各中断源 的中断允许控制位构成，从而进行两级中断允 许控制。IE寄存器的各位定义如下：
5.2.2中断控制 IE寄存器
5.2.2中断控制 IE寄存器
EX1（IE.2）——外中断1的中断允许控 制位。中断总允许时，EX1=0，禁止外中 断1中断；EX1=1，允许外中断1中断。 ET1（IE.3）——定时器T1的中断允许控 制位。中断总允许时，EX1=0，禁止T1中 断；ET1=1，允许T1中断。
5.2.2中断控制 5.2.2中断控制 IE寄存器
5.2.1中断源和中断标志
当MCS-51系列单片机的外中断源以脉冲方式触 发时，负脉冲有效。CPU在一个机器周期采样到 INT0（或者 INT1 ）引脚上为高电平，在接下 来的一个机器周期采样到INT0（或者INT1）引 脚上是低电平，即出现了下降沿的跳变（负脉 冲）时，就认为是外中断0（或者外中断1）的 一个有效的中断请求信号。因为两次检测的间 隔时间为一个机器周期，负脉冲对应的高低电 平持续时间都应至少维持一个机器周期，从而 保证CPU能够检测到电平的跳变。
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。
第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)
2
1
TH0
；P1.0输出“0” ；P1.0输出“1”
5.2 MCS-51单片机的中断系统
五、外中断应用举例
1. 中断初始化程序
设置外中断源的触发方式 设置中断允许寄存器IE 设置中断优先级寄存器IP
2. 中断服务程序
保护现场 中断处理 恢复现场
23/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-3】 设外部中断0为下降沿触发方 式，高优先级，试编写中断初始化程序
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-4】 将单脉冲接到外中断0（INT0）引脚，利 用P1.0作为输出，经反相器接发光二极管。编写程 序，每按动一次按钮，产生一个外中断信号，使发 光二极管的状态发生变化，由亮变暗，或反之
P1.0 单脉冲 发生器 INT0
1
+5V
8031
26/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
串口：0023H
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5.2 MCS-51单片机的中断系统
四、中断请求的撤除
1.定时/计数器中断请求标志TF0/TF1会自动撤除 2.串行口中断请求标志TI/RI要用指令撤除
CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位
3.负脉冲触发的外中断请求标志IE0/IE1会自动撤除 4.低电平触发的外中断请求信号需要外加电路撤除
下次课前请预习5.3节
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5.3 51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时/计数器 T0和T1，简称定时器0和定时器1
在特殊功能寄存器TMOD和TCON的控制下， 它们既可以设定成定时器使用，也可以设定 成计数器使用
定时/计数器有4种工作方式，具有中断功能， 可以完成定时、计数、脉冲输出等任务
第5章-MCS-51单片机中断系统-PPT
CPU在每一个机器周期得S5P2期间对P3、 3引脚采样,若P3、3为低电平,则使IE1置1,否 则IE1清0。
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
IT1=1,外中断1为下降沿触发 采样:CPU在每一个机器周期得S5P2期间 对P3、3引脚采样,若上一个机器周期检测为 高电平,紧挨着得下一个机器周期为低电平,则 使IE1置1。 IT0:外中断0触发方式控制位。
CPU主要就是通过标志寄存器、控制 寄存器、优先级寄存器对中断源进行管
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
(1)与中断标志相关得SFR
主要有:定时器/计数器T0、T1控制寄 存器TCON
串行口控制寄存器SCON 定时器/计数器2控制寄存器T2CON(第 6章介绍) (2)中断控制寄存器:TCON、IE (3)中断优先级寄存器:IP
DMA释放总线:当一批数据传送后, DMA控制器再向CPU发出“结束总线请 求”,CPU响应请求,收回总线使用权。
DMA方式速度高、效率高,可以与CPU 并行工作。
5、1、2 中断得相关概念
1、中断得概念
CPU在正常运行得时候, 外部或者内部发生了请求 CPU迅速去处理得事件,CPU 暂时中断当前得程序,去处理 所发生得事件,处理完事件后, 再返回到原来被中断得程序 继续运行。此过程称为中断。
图5-3 定时器得控制寄存器
TCON可位寻址。复位后TCON=00H。 TF1(TCON、7):T1溢出标志位
当T1计满溢出时,由内部硬件置位; 中断响应后自动清 0。
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
TF0:T0溢出标志位 功能同TF1。
IT1:外中断1触发方式设置位 IT1=0,外中断1为低电平触发
5、1、1 微机得输入/输出方式
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
IT1=1,外中断1为下降沿触发 采样:CPU在每一个机器周期得S5P2期间 对P3、3引脚采样,若上一个机器周期检测为 高电平,紧挨着得下一个机器周期为低电平,则 使IE1置1。 IT0:外中断0触发方式控制位。
CPU主要就是通过标志寄存器、控制 寄存器、优先级寄存器对中断源进行管
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
(1)与中断标志相关得SFR
主要有:定时器/计数器T0、T1控制寄 存器TCON
串行口控制寄存器SCON 定时器/计数器2控制寄存器T2CON(第 6章介绍) (2)中断控制寄存器:TCON、IE (3)中断优先级寄存器:IP
DMA释放总线:当一批数据传送后, DMA控制器再向CPU发出“结束总线请 求”,CPU响应请求,收回总线使用权。
DMA方式速度高、效率高,可以与CPU 并行工作。
5、1、2 中断得相关概念
1、中断得概念
CPU在正常运行得时候, 外部或者内部发生了请求 CPU迅速去处理得事件,CPU 暂时中断当前得程序,去处理 所发生得事件,处理完事件后, 再返回到原来被中断得程序 继续运行。此过程称为中断。
图5-3 定时器得控制寄存器
TCON可位寻址。复位后TCON=00H。 TF1(TCON、7):T1溢出标志位
当T1计满溢出时,由内部硬件置位; 中断响应后自动清 0。
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
TF0:T0溢出标志位 功能同TF1。
IT1:外中断1触发方式设置位 IT1=0,外中断1为低电平触发
5、1、1 微机得输入/输出方式
第5章 MCS-51单片机的中断系统
系统
（2）实现实时处理
在实时控制中，现场的参数、信息是不断变化的。 有了中断功能，外界的这些变化量可随时向CPU 发出中断请求，CPU可以马上响应加以处理。
（3）故障处理
单片机运行过程中，出现一些故障时（如掉电、 存储出错、运算溢出等），有了中断功能，单片 机就能自行处理而不必停机。 外界的中断请求是随机的，单片机响应请求后要 转到中断服务程序，与调用子程序相类似，需要 注意对现场进行保护。
ORG 0100H
MAIN： …;
第五章 MCS-51单片机的中断系统
ORG 1000H INT1：PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH R0 PUSH R1 … POP R1 POP R0 POP DPL POP DPH POP ACC RETI
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3 中断处理过程
中断响应
中断处理
中断返回
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3.1 中断响应
1. CPU响应中断的基本条件 （1）有中断源提出中断请求； （2）中断没有被禁止； （3）没有正在响应的同级或更高优先级的中断； （4）当前的指令周期已经结束；（也就是说，中 断申请时，正在执行的这条指令完成后，才会响 应中断请求） （5）若当前指令为RETI或访问IE、IP指令， CPU在执行完当前指令后，要再执行一条指令才 会响应中断请求。
第五章 MCS-51单片机的中断系统
2．中断响应过程 （1）根据响应的中断源的中断优先级，使相应的优 先级状态触发器置1； （2）清除相应的中断请求标志位（串行口中断请求 标志RI和TI除外）；
（3）把当前程序计数器PC的内容压入堆栈；
（4）把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入 口地址送入PC，从而转入相应的中断服务程序。 CPU响应中断请求后，在中断返回（执行RETI）前， 中断请求必须被清除，即中断标志位=0，否则会再 一次引起中断响应。
（2）实现实时处理
在实时控制中，现场的参数、信息是不断变化的。 有了中断功能，外界的这些变化量可随时向CPU 发出中断请求，CPU可以马上响应加以处理。
（3）故障处理
单片机运行过程中，出现一些故障时（如掉电、 存储出错、运算溢出等），有了中断功能，单片 机就能自行处理而不必停机。 外界的中断请求是随机的，单片机响应请求后要 转到中断服务程序，与调用子程序相类似，需要 注意对现场进行保护。
ORG 0100H
MAIN： …;
第五章 MCS-51单片机的中断系统
ORG 1000H INT1：PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH R0 PUSH R1 … POP R1 POP R0 POP DPL POP DPH POP ACC RETI
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3 中断处理过程
中断响应
中断处理
中断返回
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3.1 中断响应
1. CPU响应中断的基本条件 （1）有中断源提出中断请求； （2）中断没有被禁止； （3）没有正在响应的同级或更高优先级的中断； （4）当前的指令周期已经结束；（也就是说，中 断申请时，正在执行的这条指令完成后，才会响 应中断请求） （5）若当前指令为RETI或访问IE、IP指令， CPU在执行完当前指令后，要再执行一条指令才 会响应中断请求。
第五章 MCS-51单片机的中断系统
2．中断响应过程 （1）根据响应的中断源的中断优先级，使相应的优 先级状态触发器置1； （2）清除相应的中断请求标志位（串行口中断请求 标志RI和TI除外）；
（3）把当前程序计数器PC的内容压入堆栈；
（4）把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入 口地址送入PC，从而转入相应的中断服务程序。 CPU响应中断请求后，在中断返回（执行RETI）前， 中断请求必须被清除，即中断标志位=0，否则会再 一次引起中断响应。
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
行字节操作时，寄存器地址为88H。按位操作时，各位的地址为88H ～8FH。寄存器的内容及位地址表示如下：
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。
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。
第3章MCS-51单片机的中断系统
某人看书执行主程序日常事务电话铃响中断信号int0中断请求暂停看书暂停执行主程序中断响应书中作记号当前pc入栈保护断点电话谈话执行io程序中断服务继续看书返回主程序中断返回执行主程序主程序继续执行主程序断点中断请求中断响应执行中断处理程序中断返回中断与转子的区别中断是随机的转子事先编程决定断点
3.3 MCS-51的中断系统 的中断系统
4、中断响应过程 、 关中断：屏蔽其它中断请求信号。 关中断：屏蔽其它中断请求信号。 保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前 值入栈 值入栈。 保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前PC值入栈。 寻找中断源：中断服务程序入口地址送 ，转入中断服务。 寻找中断源：中断服务程序入口地址送PC，转入中断服务。 保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。 保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。 中断处理：执行中断源所要求的程序段。 中断处理：执行中断源所要求的程序段。 恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。 恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。 开中断：允许接受其它中断请求信号。 开中断：允许接受其它中断请求信号。 中断返回：执行 指令， 中断返回：执行RETI指令，栈顶内容 指令 栈顶内容→PC，程序跳转回断点。 ，程序跳转回断点。
当前PC入栈 书中作记号 当前 入栈
主程序 执行主程序 中断请求 断点 继续执行主程序 中断返回 执行中断 处理程序 中断响应
中断与转子的区别 中断是随机的， 中断是随机的，转子事先编程决定
3.3.1 中断的定义 2、几个术语 、 主程序：原来正常运行的程序称为主程序。 主程序：原来正常运行的程序称为主程序。 断点: 主程序被断开的位置（或地址）称为“断点” 断点 主程序被断开的位置（或地址）称为“断点”。 中断源:引起中断的原因，或发出中断申请的来源。 中断源 引起中断的原因，或发出中断申请的来源。 引起中断的原因 中断请求:中断源要求服务的请求称为“中断请求” 中断请求 中断源要求服务的请求称为“中断请求” 。 中断源要求服务的请求称为 中断响应： 终止当前执行的程序， 中断响应：CPU终止当前执行的程序，去执行相应中断源 终止当前执行的程序 的中断请求。 的中断请求。 中断服务或中断处理程序： 中断服务或中断处理程序： “中断”之后所执行的相应的处理程序。 中断”之后所执行的相应的处理程序。 中断系统：能够实现中断处理功能的部件。 中断系统：能够实现中断处理功能的部件。
3.3 MCS-51的中断系统 的中断系统
4、中断响应过程 、 关中断：屏蔽其它中断请求信号。 关中断：屏蔽其它中断请求信号。 保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前 值入栈 值入栈。 保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前PC值入栈。 寻找中断源：中断服务程序入口地址送 ，转入中断服务。 寻找中断源：中断服务程序入口地址送PC，转入中断服务。 保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。 保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。 中断处理：执行中断源所要求的程序段。 中断处理：执行中断源所要求的程序段。 恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。 恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。 开中断：允许接受其它中断请求信号。 开中断：允许接受其它中断请求信号。 中断返回：执行 指令， 中断返回：执行RETI指令，栈顶内容 指令 栈顶内容→PC，程序跳转回断点。 ，程序跳转回断点。
当前PC入栈 书中作记号 当前 入栈
主程序 执行主程序 中断请求 断点 继续执行主程序 中断返回 执行中断 处理程序 中断响应
中断与转子的区别 中断是随机的， 中断是随机的，转子事先编程决定
3.3.1 中断的定义 2、几个术语 、 主程序：原来正常运行的程序称为主程序。 主程序：原来正常运行的程序称为主程序。 断点: 主程序被断开的位置（或地址）称为“断点” 断点 主程序被断开的位置（或地址）称为“断点”。 中断源:引起中断的原因，或发出中断申请的来源。 中断源 引起中断的原因，或发出中断申请的来源。 引起中断的原因 中断请求:中断源要求服务的请求称为“中断请求” 中断请求 中断源要求服务的请求称为“中断请求” 。 中断源要求服务的请求称为 中断响应： 终止当前执行的程序， 中断响应：CPU终止当前执行的程序，去执行相应中断源 终止当前执行的程序 的中断请求。 的中断请求。 中断服务或中断处理程序： 中断服务或中断处理程序： “中断”之后所执行的相应的处理程序。 中断”之后所执行的相应的处理程序。 中断系统：能够实现中断处理功能的部件。 中断系统：能够实现中断处理功能的部件。
单片机中断原理(共34张PPT)
3.
中断优先级越高, 则响应优先权就越高。当CPU正 在执行中断服务程序时, 又有中断优先级更高的中断申 请产生, 这时CPU就会暂停当前的中断服务转而处理高 级中断申请, 待高级中断处理程序完毕再返回原中断 程序断点处继续执行, 这一过程称为“中断嵌套”。
4. 中断响应的一般过程
(1) 在每条指令结束后, 系统都自动检测中断请 求信号, 如果有中断请求，且CPU处于开中断状 态下, 则响应中断。
• 采用了中断技术后的计算机, 可以解决 CPU与外设之间速度匹配的问题, 使计算 机可以及时处理系统中许多随机的参数 和信息, 同时, 它也提高了计算机处理故 障与应变的能力。
“中断”与“查询”相比： 执行效率↑ 实时性 ↑
2.
中断源是指在计算机系统中可以向 CPU发出中断请求的来源。 通常有I/O 设备、实时控制系统中的随机参数和信 息故障源等。
例如, 某软件中对寄存器IE、 IP设置如下: MOV IE, ＃ 8FH MOV IP, ＃ 06H
则此时该系统中:
· CPU中断允许; · 允许外部中断 0、 外部中断 1、 定时器 /计数器 0、 定时器 /计数器1提出的中断申请; · 允许中断源的中断优先次序为: 定时器 /计数器 0>外部中断 1>外部中断 0>定时器/计数器 1。
(5) 返回, 此时 CPU将推入到堆栈的断点地 址弹回到程序计数器, 从而使CPU继续执行刚 才被中断的程序。
5.2 MCS - 51中断系统
图5.1 MCS - 51中断系统结构框图
中断源
表 5.1 8051 中 断 源
中断标志（Flag）
IE0：外部中断0中断标志
TF0：定时器/计数器0中断标志 IE1：外部中断1中断标志
第5章MCS-51的中断系统
例：写出INT1为低电平触发的中断系统初始化程序
SETB EA； SETB EX1 SETB PX1 CLR IT1
二、 中断服务程序
1、编写中断程序应注意以下几点： ① 为了要跳到用户设计的中断服务程序，在相应入口 地址安排一条跳转指令； ② 在中断服务程序的末尾，安排一条返回指令RETI； ③ 由于在响应中断时，CPU只自动保护断点，所以 CPU的其他现场的保护和恢复也必须由用户在中断服 务程序中安排。
1、T0/T1中断撤除：自动清除TF0 TF1
2、TX/RX中断撤除：不能自动撤除，必须软件清“0” CLR RI CLR TI ANL SCON ，#0FCH
3、外部中断请求的撤除
对于负边沿触发的外部中断，CPU在响应中断后是 用硬件自动清除中断请求标志IE0或IE1。
电平触发时，虽然自动清除中断请求标志IE0或IE1。但 不及时撤除低电平的话会重复响应中断，必须采取措施。
中断允许寄存器IE的单元地址是A8H，各控制位也可 位寻址，故既可以用字节传送指令也可以用位操作指 令来对各个中断请求加以控制。 例：开放T/C1的溢出中断
MOV IE，#88H；
SETB EA SETB ET1
二、 对中断优先级的控制
MCS-51具有两个中断优先级，可由软件设置每个中断 源为高优先级中断或低优先级中断，可实现二级中断 嵌套。
可在中断服务程序开 头安排如下程序： INSVR:ANL P1 ,#0FEHORL Fra bibliotek1,#01H …
RETI END
§4 中断系统的初始化及应用
一、中断系统的初始化 中断初始化是指用户对TCON、SCON、IE等特殊功能 寄存器中的各控制位进行赋值。
中断系统的初始化步骤： 1、 CPU开中断或关中断 2、 某中断源中断请求的允许或禁止（屏蔽） 3、 设定所用中断的中断优先级 4、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
单片机讲义(第五章MCS-51的中断系统)
5．6．2 跳沿触发方式（下降沿触发方式）
如果相继连续两次采样，一个机器周期采样到外部中断输入为高， 下一个机器周期采样为低，则置1中断申请触发器，直到CPU响应此 中断时，该标志才清0。这样不会丢失中断，输入的负脉冲宽度至少保
持12个时钟周期（若晶振频率为6 MHZ，则为2μs），才能被CPU采样到。
（2）用字节操作指令
MOV IP，＃05H ；000 00101 或者用： MOV 0B8H，＃05H ；B8H为IP寄存器的字节地址
5．5 外部中断的响应时间
从外部中断请求有效（外部中断请求标志置1）到转 向中断入口地址所需要的响应时间。 外部中断的最短响应时间为3个机器周期。其中中断
请求标志位查询占1个机器周期，而这个机器周期恰好是处于指令 的最后一个机器周期，在这个机器周期结束后，中断即被响应， CPU接着执行1条硬件子程序调用指令 LCALL以转到相应的中断服 务程序入口，则需要2个机器周期。
外部中断响应的最长时间为8个机器周期。执行RETI或
是访问IE或IP的指令，最长需要2个机器周期。而接着再执行的1条 指令，按最长的指令（乘法指令MUL和除法指令DIV）来算，需4 个机器周期。再加上硬件子程序调用指令LCALL的执行，需要2个 机器周期，所以，外部中断响应最长时间为8个机器周期。
5．3．3中断允许寄存器IE
IE中各位的功能如下：
（l）EA——中断允许总控制位 EA=0，CPU屏蔽所有的中断请求（CPU关中 断）； EA=1，CPU开放所有中断（CPU开中断）。 （2）ES——串行口中断允许位 ES=0，禁止串行口发送/接收中断； ES=1，允许串行口发送/接收中断。 （3） ET1——定时器／计数器T1的溢出中断允许 位 ET1= 0，禁止T1计数溢出中断； ET1= 1，允许T1计数溢出中断。
MCS51单片机中断系统
中断程序入口地址
五个中断程序的入口地址为： 五个中断程序的入口地址为： 外中断0 INT0） 外中断0（INT0） ：0003H 定时器0 T0） 定时器0（T0） ：000BH 外中断1 INT1） 外中断1（INT1） ：0013H 定时器1 T1） 定时器1（T1） ：001BH 串行口（RI/TI） 串行口（RI/TI） ：0023H
可归纳为下面两条基本规则： 可归纳为下面两条基本规则： （1）低优先级可被高优先级中断，反之则不能。 低优先级可被高优先级中断，反之则不能。 （2）同级中断不会被它的同级中断源所中断。 ）同级中断不会被它的同级中断源所中断。
CPU正在执行高优先级的中断 正在执行高优先级的中断， 若 CPU 正在执行高优先级的中断 ， 则不能被任何中断 源所中断。 源所中断。 中断优先级寄存器IP 其字节地址为B IP， 中断优先级寄存器IP，其字节地址为B8H。
寄存器名称 D7 定时器控制 TCON(88H TF1 寄存器 ) 位地址 8FH 串行口控制 SCON(98H) 寄存器 位地址 9FH 中断允许 IE(A8H) EA 寄存器 位地址 AFH 中断优先级 IP(B8H) 寄存器 位地址 D6 D5 TF0 8DH 9DH D4 D3 IE1 8BH D2 IT1 8AH D1 IE0 89H TI 99H ET0 A9H PT0 B9H D0 IT0 88H RI 98H EX0 A8H PX0 B8H
MCS-51复位后，IE清 MCS-51复位后，IE清0，所有中断请求被禁止。 复位后 所有中断请求被禁止。 若使某一个中断源被允许中断，除了IE IE相应的位的被 若使某一个中断源被允许中断，除了IE相应的位的被 还必须使EA =1。 EA位 置“1” ，还必须使EA位=1。 改变IE的内容，可由位操作指令来实现， IE的内容 改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即： bit； SETB bit； bit。 CLR bit。 若允许片内2个定时器/计数器中断， 例5-1 若允许片内2个定时器/计数器中断，禁止其它 中断源的中断请求。编写设置IE IE的相应程序段 中断源的中断请求。编写设置IE的相应程序段 用位操作指令来编写如下程序段： （1）用位操作指令来编写如下程序段： CLR ES ；禁止串行口中断 EX1 禁止外部中断1 CLR EX1 ；禁止外部中断1中断 EX0 禁止外部中断0 CLR EX0 ；禁止外部中断0中断
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保护现场和恢复现场是通过在中断服务子程序中 采用堆栈操作指令PUSH和POP实现的。
而保护断点、恢复断点是由CPU响应中断和断点返 回时自动完成的操作。
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2. 中断源
中断源是指在中断系统中，向CPU发出中断请求 的来源,。中断可以人为设定, 也可以是为响应突 发性随机事件而设置。通常有I/O设备、实时控制 系统中的随机参数和信息故障源等。 MCS-51单片机共有五个中断源，分别是外部中断 0、定时器/计数器0溢出、外部中断1、定时器/计 数器1溢出、串行口中断等。
• 当IT1=1时，外部中断1为下降沿触发方式。CPU如果在 一个周期中采样到高电平，在下个周期中采样到低电 平，则硬件使IE1置1，向CPU请求中断。
中断请求 T1溢出中断: 片内定时器1或P3.5引脚上计数器1溢出
中断请求 串行口中断RI/TI: 由片内串行口提供
14
2．MCS-51单片机中断系统的内部结构
15
5.2.2 MCS-51单片机与中断有关的特殊 功能寄存器
与中断控制有关的控制寄存器有四个：
TCON----定时器/计数器控制寄存器 SCON----串行口控制寄存器 IE----中断允许控制寄存器 IP----中断优先级控制寄存器
系统的实时性大大增强； 可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性
事件能力，从而使系统可靠性提高。
2
1. 中断
当CPU正在处理某项事件时，如果外界或内部发 生了紧急情况（中断请求），CPU暂停正在处理 的工作转而去处理这个紧急情况（中断响应和 中断处理），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（中断 返回），这一过程称为中断。
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TF0：定时器/计数器0（T0）的溢出中断标志位。 IT1:外部中断1的中断触发方式控制位。
• 当IT1=0时，外部中断1为电平触发方式。此时外部中 断是通过检测INT1端的输入电平（低电平）来触发的。 采用电平触发时，输入到INT1的外部中断源必须保持 低电平有效，直到该中断被响应。同时在中断返回前 必须使电平变高，否则将再次产生中断。
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1.定时器/计数器控制寄存器TCON
TCON寄存器是用来锁存定时器/计数器T0、T1的溢 出中断请求源和外部中断请求源。字节地址为88H， 可以位寻址，位地址是88H～8FH(TCON.0～ TCON.7)。其格式为：
D7 D6
D5 D4 D3 D2 D1
D0
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
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3.中断源入口地址
具体入口如下：
中断源
入口地址
INT0
0003Ｈ
T0
000BH
INT1
0013H
T1
001BH
RI/TI
0023H
在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的 中断服务程序，因为给每个中断源安排的空间只 有8个单元。
9
4.中断嵌套
中断优先级越高, 则响应优先权就越高。当 CPU正在执行中断服务程序时, 又有中断优先级 更高的中断申请产生, 这时CPU就会暂停当前的 中断服务转而处理高级中断申请, 待高级中断处理 程序完毕再返回原中断程序断点处继续执行, 这一
过程称为中断嵌套。
10
MCS-51系列单片机能实现二级中断嵌套。中 断嵌套过程如图5-1所示。
图5-1 中断嵌套过程示意图 11
5.中断优先级及排队
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一个时间只能响应并 处理一个中断请求，则要排队： 1）按优先级排队，根据任务的轻重缓急，安排优先 级，任务紧急的先响应，可以暂缓的后响应； 2）循环轮流排队。不分级别高低，CPU轮流响应各 个中断源的中断请求。
第5章 MCS-51系列单片机的中断系统
5.1 中断概述 5.2 MCS-51中断系统 5.3 中断响应 5.4 中断系统的应用
1
5.1 中断概述
中断技术具有以下优点： 分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提
高了计算机的利用率； 实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，
3
在中断系统中，经常要用到以下几个概念：
主程序：CPU正常情况下运行的程序 中断源：把向CPU提出中断申请的设备 中断请求：由中断源向CPU所发出的请求中断的信号 中断响应：CPU在满足条件情况下接受中断申请，终止现
行程序转而为申请中断的对象服务 中断服务子程序：为服务对象服务的程序 断点：现行程序被中断的地址 中断返回：中断服务子程序结束后返回到原来程序 见下图 这里需要注意的有两个概念，保护断点和保护现场
4
5
保护断点：指的是当CPU响应外设提出的中断请求， 在转入中断服务子程序之前，把主程序断点也就 是程序计数器PC的当前值保存起来，以便中断服 务子程序执行结束后返回到主程序，从断点处继 续执行主程序。
6
保护现场：指的是由于CPU执行中断服务子程序时， 可能要使用主程序中使用过的累加器、寄存器或 标志位，为了使这些元件的值在中断服务子程序 中不被冲掉，在进入中断服务子程序前，要将有 关寄存器保护起来，在中断服务子程序执行完时， 还必须恢复原寄存器的内容及原程序中断处的地 址，即恢复现场和恢复断点。
位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
பைடு நூலகம்
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TCON寄存器中和中断请求及控制相关的位主要有：
TF1:定时器/计数器1（T1）的溢出中断标志位。 当T1从初值开始加1计数到计数满产生溢出时，由 硬件将TF1置1，直到CPU响应中断时由硬件复位。 也可用软件查询该标志，并由软件清0。
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5.2 MCS-51中断系统
中断系统是指能实现中断功能的那部分硬件电路 和软件程序。
中断系统需要完成的工作：
1.自动、及时响应中断（异常事件） 2 . 进行中断优先权的排队 3.实现中断嵌套 4.实现中断返回
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5.2.1 MCS-51的中断系统的内部结构
1.中断源
（1）外部中断源： 外部中断0--INT0，由P3.2提供， 外部中断1—INT1，由P3.3提供， （2）内部中断源 T0溢出中断: 片内定时器0或P3.4引脚上计数器0溢出
而保护断点、恢复断点是由CPU响应中断和断点返 回时自动完成的操作。
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2. 中断源
中断源是指在中断系统中，向CPU发出中断请求 的来源,。中断可以人为设定, 也可以是为响应突 发性随机事件而设置。通常有I/O设备、实时控制 系统中的随机参数和信息故障源等。 MCS-51单片机共有五个中断源，分别是外部中断 0、定时器/计数器0溢出、外部中断1、定时器/计 数器1溢出、串行口中断等。
• 当IT1=1时，外部中断1为下降沿触发方式。CPU如果在 一个周期中采样到高电平，在下个周期中采样到低电 平，则硬件使IE1置1，向CPU请求中断。
中断请求 T1溢出中断: 片内定时器1或P3.5引脚上计数器1溢出
中断请求 串行口中断RI/TI: 由片内串行口提供
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2．MCS-51单片机中断系统的内部结构
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5.2.2 MCS-51单片机与中断有关的特殊 功能寄存器
与中断控制有关的控制寄存器有四个：
TCON----定时器/计数器控制寄存器 SCON----串行口控制寄存器 IE----中断允许控制寄存器 IP----中断优先级控制寄存器
系统的实时性大大增强； 可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性
事件能力，从而使系统可靠性提高。
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1. 中断
当CPU正在处理某项事件时，如果外界或内部发 生了紧急情况（中断请求），CPU暂停正在处理 的工作转而去处理这个紧急情况（中断响应和 中断处理），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（中断 返回），这一过程称为中断。
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TF0：定时器/计数器0（T0）的溢出中断标志位。 IT1:外部中断1的中断触发方式控制位。
• 当IT1=0时，外部中断1为电平触发方式。此时外部中 断是通过检测INT1端的输入电平（低电平）来触发的。 采用电平触发时，输入到INT1的外部中断源必须保持 低电平有效，直到该中断被响应。同时在中断返回前 必须使电平变高，否则将再次产生中断。
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1.定时器/计数器控制寄存器TCON
TCON寄存器是用来锁存定时器/计数器T0、T1的溢 出中断请求源和外部中断请求源。字节地址为88H， 可以位寻址，位地址是88H～8FH(TCON.0～ TCON.7)。其格式为：
D7 D6
D5 D4 D3 D2 D1
D0
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
8
3.中断源入口地址
具体入口如下：
中断源
入口地址
INT0
0003Ｈ
T0
000BH
INT1
0013H
T1
001BH
RI/TI
0023H
在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的 中断服务程序，因为给每个中断源安排的空间只 有8个单元。
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4.中断嵌套
中断优先级越高, 则响应优先权就越高。当 CPU正在执行中断服务程序时, 又有中断优先级 更高的中断申请产生, 这时CPU就会暂停当前的 中断服务转而处理高级中断申请, 待高级中断处理 程序完毕再返回原中断程序断点处继续执行, 这一
过程称为中断嵌套。
10
MCS-51系列单片机能实现二级中断嵌套。中 断嵌套过程如图5-1所示。
图5-1 中断嵌套过程示意图 11
5.中断优先级及排队
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一个时间只能响应并 处理一个中断请求，则要排队： 1）按优先级排队，根据任务的轻重缓急，安排优先 级，任务紧急的先响应，可以暂缓的后响应； 2）循环轮流排队。不分级别高低，CPU轮流响应各 个中断源的中断请求。
第5章 MCS-51系列单片机的中断系统
5.1 中断概述 5.2 MCS-51中断系统 5.3 中断响应 5.4 中断系统的应用
1
5.1 中断概述
中断技术具有以下优点： 分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提
高了计算机的利用率； 实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，
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在中断系统中，经常要用到以下几个概念：
主程序：CPU正常情况下运行的程序 中断源：把向CPU提出中断申请的设备 中断请求：由中断源向CPU所发出的请求中断的信号 中断响应：CPU在满足条件情况下接受中断申请，终止现
行程序转而为申请中断的对象服务 中断服务子程序：为服务对象服务的程序 断点：现行程序被中断的地址 中断返回：中断服务子程序结束后返回到原来程序 见下图 这里需要注意的有两个概念，保护断点和保护现场
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保护断点：指的是当CPU响应外设提出的中断请求， 在转入中断服务子程序之前，把主程序断点也就 是程序计数器PC的当前值保存起来，以便中断服 务子程序执行结束后返回到主程序，从断点处继 续执行主程序。
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保护现场：指的是由于CPU执行中断服务子程序时， 可能要使用主程序中使用过的累加器、寄存器或 标志位，为了使这些元件的值在中断服务子程序 中不被冲掉，在进入中断服务子程序前，要将有 关寄存器保护起来，在中断服务子程序执行完时， 还必须恢复原寄存器的内容及原程序中断处的地 址，即恢复现场和恢复断点。
位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
பைடு நூலகம்
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TCON寄存器中和中断请求及控制相关的位主要有：
TF1:定时器/计数器1（T1）的溢出中断标志位。 当T1从初值开始加1计数到计数满产生溢出时，由 硬件将TF1置1，直到CPU响应中断时由硬件复位。 也可用软件查询该标志，并由软件清0。
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5.2 MCS-51中断系统
中断系统是指能实现中断功能的那部分硬件电路 和软件程序。
中断系统需要完成的工作：
1.自动、及时响应中断（异常事件） 2 . 进行中断优先权的排队 3.实现中断嵌套 4.实现中断返回
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5.2.1 MCS-51的中断系统的内部结构
1.中断源
（1）外部中断源： 外部中断0--INT0，由P3.2提供， 外部中断1—INT1，由P3.3提供， （2）内部中断源 T0溢出中断: 片内定时器0或P3.4引脚上计数器0溢出