单片机中断系统结构
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教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标： 1．熟记AT89C51 5个中断源及其中断入口地址。 2．熟悉TCON、SCON、IE、IP的结构、控制
作用和设置方法。 3．理解AT89C51中断响应过程。 4．了解中断响应等待时间。 5．理解中断请求撤除情况和应对措施。 6．熟悉中断优先控制的方法。 7．掌握中断应用程序的编制方法。
TCON.7 TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3 TCON.2TCON.T1 CON.0
位编码 位名称 TF1 位地址 8FH 功能
TR1 TF0 TR0 IE1 8EH 8DH 8CH 8BH
IT1 8AH
IE0 IT0 89H 88H
T1中断标T志1启位停控T0制中位断标T志0启位停控制/位INT1中断/INT1触发/INT0中/断INT0触发 标志位 方式位 标志位 方式位
串行发送中断TI）。
5.2.1 中断源及中断系统构成
IT0
INT0
0
T0
IT1
INT1
0
T1
RX TX
硬件查询
TCON
IE
IP
IE
1
0
EX 1 EA 1 0
TF
ET 1
0
0
IE
1
1
EX 1 1
TF 1
RI ≥1
ET 1 1
ES 1
TI
PX 1 0
0 PT 1 00 PX 1 10 PT 1 10 PS 1
位编码 位名称 SM0 位地址 9FH 功能
SM1 9EH
SM2 REN TB8 9DH 9CH 9BH
RB8 9AH
TI RI 99H 98H
串行发送中断 串行接收
标志位
中断标志位
1) TI：为串行口发送中断标志位，位地址 为99H。在串行口发送完一组数据时，TI由硬件 自动置位(TI=1)，请求中断，当CPU响应中断进 入中断服务程序后，TI状态不能被硬件自动清 除，而必须在中断程序中由软件来清除。
4. 中断源的管理 单片机系统中有一个专门用来管理中断
源的机构，它就是中断控制寄存器，我们可以 通过对其编程来设置中断源的优先级别以及是 否允许某个中断源的中断请求等。
5.2 AT89C51中断系统的结构
5.2.1 中断源及中断系统构成 1. 中断源：
(1) INT0：外部中断0； (2) INT1：外部中断1； (3) T0：定时/计数器0溢出中断； (4) T1：定时/计数器1溢出中断； (5) 串行中断（包括串行接收中断RI和
断点 主程序A
……
响应
返回
RETI 中断服务程序B
图5.2 中断过程示意图
2．为什么要设中断
中断解决了快速主机与慢速I/O设备的 数据传送，还具有如下优点： （1）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； （2）实时响应。CPU能够及时处理应用系
统的随机事件，系统的实时性大大增强； （3）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) RI：为串行口接收中断标志位，位地址 为98H。在串行口接收完一组串行数据时，RI由 硬件自动置位(RI=1)，请求中断，Hale Waihona Puke BaiduCPU响应中 断进入中断服务程序后，也必须由软件来清除 RI标志。
2. 中断控制
1) 中断允许控制寄存器IE
AT89C51设有专门的开中断和关中断指令， 中断的开放和关闭是通过中断允许寄存器IE各位 的状态进行两级控制的。所谓两级控制是指所有 中断允许的总控制位和各中断源允许的单独控制 位，每位状态靠软件来设定。中断允许控制寄存 器IE各位的定义及其功能等如表5.3所示。
10 01
10
10 10 01
外T部1发中断出1中发断出中请T外断求0部发请时中求出断时中0发断出请中求断时请求时
单片单机片复机单位复片或位机T时0复启停或位动止无或T计中1T开数1断停始请止采计求外计用数发部边数中生沿启断时触动1，发T这0开些始位采采计外均外用用数部为电电边中中0平平沿断断触触1发0发
0
高级中 断请求
1
中断入
口地址 中断源
低级中 断请求
0
中断入
口地址
中断源
SCON
图5.3 AT89C51中断系统结构示意图
5.2.2 中断标志与中断控制
1．中断标志 (1) 定时器控制寄存器TCON
TCON为8位特殊功能寄存器，其结构、 位名称、位地址及其功能如表5.1所示。
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
表 5.3 IE的结构、位名称、位地址和功能
位编码 IE.7 IE.6 位名称 EA — 位地址 AFH — 功能
IE.5 ET2 ADH
IE.4 ES ACH
IE.3 ET1 ABH
IE.2 EX1 AAH
IE.1 ET0 A9H
IE.0 EX0 A8H
（2）SCON的中断标志
串行控制寄存器SCON的结构、位名称、位地 址及其功能如表5.2所示。其中只有TI和RI两位用 来表示串行口中断标志位。
表 5.2 SCON的结构、位名称、位地址和功能
SCON.7 SCON.6 SCON.5 SCON.4 SCON.3 SCON.2 SCON.1SCON.0
5.1 中断概述
1. 中断概念 CPU暂时中止其正在执行的程序，转
去执行请求中断的那个外设或事件的服务 程序，等处理完毕后再返回执行原来中止 的程序，这一过程叫做中断。
中断概念类比
实际生活 看电视
电话铃响 接听电话 看电视
计算机 主程序 事件发生 事件处理 主程序
图5.1 中断概念示意图
中断请求 中断处理 中断返回
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
TCON.7 TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3 TCON.2TCON.T1 CON.0
位编码
位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1
IE0 IT0
位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
状 态 10 10
3．中断源及其优先级
中断源是指能发出中断请求，引起中断的 装置或事件。一个单片机系统通常有多个中断 源，而单片机CPU在某一时刻只能响应一个中 断源的中断请求，当多个中断源同时向CPU发 出中断请求时，则必须按照“优先级别”进行 排队，CPU首先选定其中中断级别最高的中断 源为其服务，然后按由高到低的排队顺序逐一 服务，完毕后返回断点地址，继续执行主程序。 这就是“中断优先级”的概念。
通过本章教学，要求达到以下目标： 1．熟记AT89C51 5个中断源及其中断入口地址。 2．熟悉TCON、SCON、IE、IP的结构、控制
作用和设置方法。 3．理解AT89C51中断响应过程。 4．了解中断响应等待时间。 5．理解中断请求撤除情况和应对措施。 6．熟悉中断优先控制的方法。 7．掌握中断应用程序的编制方法。
TCON.7 TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3 TCON.2TCON.T1 CON.0
位编码 位名称 TF1 位地址 8FH 功能
TR1 TF0 TR0 IE1 8EH 8DH 8CH 8BH
IT1 8AH
IE0 IT0 89H 88H
T1中断标T志1启位停控T0制中位断标T志0启位停控制/位INT1中断/INT1触发/INT0中/断INT0触发 标志位 方式位 标志位 方式位
串行发送中断TI）。
5.2.1 中断源及中断系统构成
IT0
INT0
0
T0
IT1
INT1
0
T1
RX TX
硬件查询
TCON
IE
IP
IE
1
0
EX 1 EA 1 0
TF
ET 1
0
0
IE
1
1
EX 1 1
TF 1
RI ≥1
ET 1 1
ES 1
TI
PX 1 0
0 PT 1 00 PX 1 10 PT 1 10 PS 1
位编码 位名称 SM0 位地址 9FH 功能
SM1 9EH
SM2 REN TB8 9DH 9CH 9BH
RB8 9AH
TI RI 99H 98H
串行发送中断 串行接收
标志位
中断标志位
1) TI：为串行口发送中断标志位，位地址 为99H。在串行口发送完一组数据时，TI由硬件 自动置位(TI=1)，请求中断，当CPU响应中断进 入中断服务程序后，TI状态不能被硬件自动清 除，而必须在中断程序中由软件来清除。
4. 中断源的管理 单片机系统中有一个专门用来管理中断
源的机构，它就是中断控制寄存器，我们可以 通过对其编程来设置中断源的优先级别以及是 否允许某个中断源的中断请求等。
5.2 AT89C51中断系统的结构
5.2.1 中断源及中断系统构成 1. 中断源：
(1) INT0：外部中断0； (2) INT1：外部中断1； (3) T0：定时/计数器0溢出中断； (4) T1：定时/计数器1溢出中断； (5) 串行中断（包括串行接收中断RI和
断点 主程序A
……
响应
返回
RETI 中断服务程序B
图5.2 中断过程示意图
2．为什么要设中断
中断解决了快速主机与慢速I/O设备的 数据传送，还具有如下优点： （1）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； （2）实时响应。CPU能够及时处理应用系
统的随机事件，系统的实时性大大增强； （3）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) RI：为串行口接收中断标志位，位地址 为98H。在串行口接收完一组串行数据时，RI由 硬件自动置位(RI=1)，请求中断，Hale Waihona Puke BaiduCPU响应中 断进入中断服务程序后，也必须由软件来清除 RI标志。
2. 中断控制
1) 中断允许控制寄存器IE
AT89C51设有专门的开中断和关中断指令， 中断的开放和关闭是通过中断允许寄存器IE各位 的状态进行两级控制的。所谓两级控制是指所有 中断允许的总控制位和各中断源允许的单独控制 位，每位状态靠软件来设定。中断允许控制寄存 器IE各位的定义及其功能等如表5.3所示。
10 01
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10 10 01
外T部1发中断出1中发断出中请T外断求0部发请时中求出断时中0发断出请中求断时请求时
单片单机片复机单位复片或位机T时0复启停或位动止无或T计中1T开数1断停始请止采计求外计用数发部边数中生沿启断时触动1，发T这0开些始位采采计外均外用用数部为电电边中中0平平沿断断触触1发0发
0
高级中 断请求
1
中断入
口地址 中断源
低级中 断请求
0
中断入
口地址
中断源
SCON
图5.3 AT89C51中断系统结构示意图
5.2.2 中断标志与中断控制
1．中断标志 (1) 定时器控制寄存器TCON
TCON为8位特殊功能寄存器，其结构、 位名称、位地址及其功能如表5.1所示。
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
表 5.3 IE的结构、位名称、位地址和功能
位编码 IE.7 IE.6 位名称 EA — 位地址 AFH — 功能
IE.5 ET2 ADH
IE.4 ES ACH
IE.3 ET1 ABH
IE.2 EX1 AAH
IE.1 ET0 A9H
IE.0 EX0 A8H
（2）SCON的中断标志
串行控制寄存器SCON的结构、位名称、位地 址及其功能如表5.2所示。其中只有TI和RI两位用 来表示串行口中断标志位。
表 5.2 SCON的结构、位名称、位地址和功能
SCON.7 SCON.6 SCON.5 SCON.4 SCON.3 SCON.2 SCON.1SCON.0
5.1 中断概述
1. 中断概念 CPU暂时中止其正在执行的程序，转
去执行请求中断的那个外设或事件的服务 程序，等处理完毕后再返回执行原来中止 的程序，这一过程叫做中断。
中断概念类比
实际生活 看电视
电话铃响 接听电话 看电视
计算机 主程序 事件发生 事件处理 主程序
图5.1 中断概念示意图
中断请求 中断处理 中断返回
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
TCON.7 TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3 TCON.2TCON.T1 CON.0
位编码
位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1
IE0 IT0
位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
状 态 10 10
3．中断源及其优先级
中断源是指能发出中断请求，引起中断的 装置或事件。一个单片机系统通常有多个中断 源，而单片机CPU在某一时刻只能响应一个中 断源的中断请求，当多个中断源同时向CPU发 出中断请求时，则必须按照“优先级别”进行 排队，CPU首先选定其中中断级别最高的中断 源为其服务，然后按由高到低的排队顺序逐一 服务，完毕后返回断点地址，继续执行主程序。 这就是“中断优先级”的概念。