第五章 中断系统zlf

(4) 恢复现场, 用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来, 在恢复现
场前要关中断, 以防止现场被破坏。在恢复现场后应及时开中断。 (5) 返回, 此时 CPU将入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。
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MCS-51的中断系统结构图
TCON
IT0=0 INT0 IT0=1
PT0
值
响应次序： 定时器0→外中断1→外中断0→实时器1→串行中断。
3. 中断嵌套
中断优先级的作用不仅体现在中断响应时，而且也体现在中 断服务过程中，即允许把正在进行的中断服务暂停下来，而 转去进行优先级高的中断服务，这就是中断嵌套。 中断可以多层嵌套。
CPU在执行 的主程序 响应低级中断 低级中断请求 高级中断请求 返回主程序 返回低级中断程序
③ 实时处理：可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数与
信息，从而提高了实时控制系统的性能。 ④ 故障处理：当计算机出现故障时，CPU可自动执行故障处理 程序，提高了系统自身的可靠性。 计算机与外围设备之间传送数据及实现人机联系也常采用中
断方式。
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5.2 MCS-51单片机的中断系统
中断响应的过程
(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。 (2) 保护现场, 在保护现场前, 一般要关中断, 以防止现场被破坏。
保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的，在中断服务子程
序又要用到的寄存器或RAM入栈保护。 (3) 中断服务, 即为相应的中断源服务。
IE
EX0
IP
PX0 PT0
IE0 TF0
T0
IT1=0 INT1 IT1=1
自 然 优 先 级 矢量 地址 自 然 优 先 级
ET0 PX1 EX1 PT1 ET1 PS ES EA
高 级 中 断 请 求
IE1 TF1 TI RI SCON
中断标 志位
T1 TXD RXD
中断源
中断源 允许
中断优 先级
当总控制位EA=1时，开放中断系统，这时才能由各分控制位设 置各自中断的允许与禁止。 MCS-51单片机复位后IE=00H，此时中断系统处于禁止状态。 单片机中断响应后硬件不会自动关闭中断，因此，在转中断服 务程序后，应根据需要使用能将EA复位的有关指令禁止中断， 即以软件方式关闭中断。
(a)用字节操作指令实现 MOV IE，＃8CH
A8H，＃8CH
(b)用位操作指令实现 SETB EA ；使 EA＝1，CPU开中断 SETB ET1 ；使ET1＝1，定时/计数器1允许中断 SETB EX1 ；使EX1＝1，外中断T1允许中断
5.2.4 中断优先级控制寄存器：IP
字节地址：0B8H
位地址 0AFH 0AEH 0ADH 0ACH 0ABH 0AAH 0A9H 0A8H 位符号 EA — — ES ET1 EX1 ET0 EX0
EX0和EX1：外部中断允许控制位
EX0（EX1）=0 EX0（EX1）=1 禁止外部中断0（或外部中断1） 允许外部中断0（或外部中断1）
0AFH 0AEH 0ADH 0ACH 0ABH 0AAH 0A9H 0A8H
功能：用于控制是否允许使用中断。其中与中断有关的控制位
共6位：
EA：中断允许总控制位
EA=0，中断总禁止，CPU禁止所有中断；
EA=1，中断总允许，总允许后中断的禁止或允许由各中断源
的中断允许控制位进行设置。
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2．中断入口
程序存储器ROM
002AH
使用时，通常在这些入口地址 处存放一条跳转指令，使程序 跳转到用户安排的中断服务程 序起始地址上去！
0023H：串行口中断入口



常常是这 样写程序 0013H：外部中断1入口 ORG 0000H 000BH：定时器0溢出中断入口 LJMP START 0003H：外部中断0入口 ORG 0030H 0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H) START ：
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5.3 中断服务程序
1. 主程序中的中断初始化
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位地址
8FH
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
位符号
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
IE0和IE1：外部中断请求标志位
当CPU采样到INT0（或INT1）端出现有效中断请求信号时，
IE0（或IE1）位由硬件置“1”，即保存外部中断请求。在中
断响应完成后转向中断服务程序时，再由硬件自动清“0”。
位地址 位符号 9FH 9EH
位地址：98H ~ 9FH
9DH SM2 9CH REN 9BH TB8 9AH RB8 99H TI 98H RI
SM0 SM1
功能：用于串行数据通信控制，其中与中断有关的控制 位共2位：TI 和 RI。无论是发送标志还是接收标志， 都会产生串行中断请求。
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位地址 位符号
001BH：定时器1溢出中断入口
5.2.2中断请求标志：TCON、SCON
TCON:字节地址：88H
位地址 位符号 8FH TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0
位地址：88H ~ 8FH
8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
功能：用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。 【注意】：TCON既有定时器的控制功能，又有中断控制功能。 虽然TCON称为定时器控制寄存器，但多数位都是为中断控制 而设置的（其中与中断有关的控制位共6位）。
5.3 中断服务程序
当单片机接收到一个中断请求信号后，就挂起它的当前
操作，保存其工作状态，并将控制权转交给中断服务程
序，以便通过执行中断服务程序来完成该中断所对应的 操作内容。 具体来说,就是要完成下列工作： (1)开中断和允许中断源中断; (2)确定各中断源的优先级; (3)若是外部中断,则应规定是电平触发还是边沿触发
• 为“1”的位优先级高
• CPU复位时，IP中的 各位均被清0
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PS：串行中断优先级设定位
2. 中断优先原则在中断响应时的体现
中断优先原则首先体现在中断响应过程中，即保证高优先级 中断请求被优先响应。按以下两种情况安排： ① 当高、低优先级中断请求同时出现时，高优先级中断请求被 响应。 ② 如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定 哪个中断请求被响应。其查询次序为：外部中断0→定时器0 中断→外部中断1→定时器1中断→串行中断。
哪个中断请求先被响应。
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中断响应的条件总结
单片机响应中断的基本条件为:
（1）中断源有请求。
（2）中断允许寄存器IE相应位置1。 （3）且CPU总中断允许(即EA=1)。
例1：若规定外部中断0为电平触发方式,高优先级,试
写出有关的初始化程序。
解：一般可采用位操作指令来实现： SETB SETB SETB CLR EA EX0 PX0 IT0 ;开中断 ;允许外中断0中断 ;外中断0定为高优先级 ;电平触发
RI：串行接收中断请求标志位
在接收数据过程中，当采样到最后一个数据位有效时，RI由硬 件置“1” ；软件查询时RI可作为状态位使用。
在转向中断服务程序后，用软件清“0”。
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5.2.3 中断允许控制寄存器：IE
字节地址：0A8H
位地址
位符号 EA — —
位地址：0A8H ~ 0AFH
ES ET1 EX1 ET0 EX0
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例设有如下要求，将T0、外中断1设为高优先级，其它 为低优先级，求IP的值，和其响应顺序。
解：IP的首3位没用，可任意取值，设为000，后面根据 IP的值就是 要求写就可以了。
位
符号
D7 X 0
D6 X 0
D5 X 0
D4 PS 0
D3 PT1 0
06H。 D2 D1 1 1
D0 PX0 0
PX1
ET0和ET1：定时器/计数器中断允许控制位
ET0（ET1）=0 禁止定时器/计数器中断
ET0（ET1）=1
允许定时器/计数器中断
ES：串行中断中断允许控制位
ES=0 ES=1 禁止串行中断 允许串行中断
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说 明：
MCS-51单片机通过中断允许控制寄存器对中断的允许（开放） 实行两级控制，即以EA作为总控制位，以各中断源的中断允许 位作为分控制位。 当总控制位EA=0时，关闭整个中断系统，不管分控制位状态如 何，整个中断系统处于禁止状态；
的原程序的过程。中断需要解决两个主要问题：
① 如何从主程序转到中断服务程序；
② 如何从中断服务程序返回主程序。
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中断技术的应用
① 有效地解决快速CPU与慢速外设之间的矛盾，可使CPU与外
设并行工作，大大提高工作效率。
② 分时操作：有了中断技术，CPU可启动多台外设并行工作， 分时进行CPU与各台外设之间的信息交换。
矢量 地址
低 级 中 断 请 求
5.2.1 中断源与中断向量
中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请求的来源。分 为内部事件和外部事件 51单片机相对来说较为简单,只提供了5个中断源： 外部：2个外部中断请求 INTO 和 内部：
INT1（P3.2、P3.3）
片内定时器/计数器T0和T1的溢出中断请求TF0和TF1 串行口中断请求TI或RI(合为一个中断源)
IT0和IT1：外部中断触发方式控制位
IT0（IT1）=0 IT0（IT1）=1 电平触发方式，低电平有效 脉冲触发方式，负跳变有效
此位由软件置“1”或清“0”
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位地址
8FH
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
位符号
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
TF0和TF1：定时器（T0和T1）计数溢出标志位
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CPU执行 低级中断
CPU执行 高级中断 服务 响应高级中断
MCS-51单片机的中断嵌套
因为MCS-51单片机只具有两个优先级，因此具备两级中断 服务嵌套的功能，中断嵌套只能一层，其对中断优先级的处 理原则是： 低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务；但高优先 级中断请求可以打断低优先级的中断服务，从而实现中断嵌 套。 同优先级的中断不能嵌套。即如果一个中断请求已被响应， 则同级的其它中断服务将被禁止。 如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定
9FH
9EH
9DH SM2
9CH REN
9BH TB8
9AH RB8
99H TI
98H RI
SM0 SM1
TI：串行发送中断请求标志位
在发送数据过程中，当最后一个数据位被发送完成后，TI由硬 件置“1” ；软件查询时TI可作为状态位使用。 在转向中断服务程序后，TI必须由用户在中断服务程序中用软 件清“0”，即中断服务程序中必须有CLR TI 或 ANL SCON, #FDH等软件清“0” 指令。
当计数器产生计数溢出时，相应的溢出标志位由硬件置 “1”，并自动产生定时中断请求。当转向中断服务程序时， 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，作为中断请求标志位来使用； • 采用查询方式时，作为状态位供查询使用。
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串行口控制寄存器：SCON
字节地址：98H
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例题：如果我们要设置外中断1、定时器1中断允许，其 它不允许，请设置IE的相应值。
(MSB)AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H(LSB) 位 符号 值 D7 EA 1 D6 × 0 D5 × 0 D4 ES 0 或 D3 ET1 1 D2 EX1 1 MOV D1 ET0 0 D0 EX0 0
位地址 0BFH 0BEH 0BDH 位符号 — — —
位地址：0B8H ~ 0BFH
0BCH PS 0BBH PT1 0BAH PX1 0B9H PT0 0B8H PX0
功能：用于设定各中断的优先级，通过IP可将中断分为高、低两 个优先级。 PX0：外部中断 0 优先级设定位 PT0：定时器 0 中断优先级设定位 PX1：外部中断 1 优先级设定位 PT1：定时器 1 中断优先级设定位 • 为“0”的位优先级低
第5章 单片机的中断
5.1 中断概述
5.2 MCS-51单片机的中断系统
5.3 MCS-51单片机中断系统的应用
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பைடு நூலகம்
5.1 中断概述
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, 而必须中止原程序的执行, 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