第5章中断系统课后习题答案

第5章中断系统

1）作业题

1.8051微控制器中，有几个中断源？几个中断优先级？中断优先级是如何控制的？在出

现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？

各个中断源的入口地址是多少？

答：8051微控制器中有五个中断源，两个中断优先级。通过IP进行优先级控制。IP为中断优先级寄存器，物理地址为B8H，其中的后五位PS PT1 PX1 PT0 PX0分别控制串行口、定时器/计数器1、外部中断1、定时器/计数器0、外部中断0的优先级。在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串行口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。

2.8051微控制器中，各中断标志是如何产生的，又如何清0的？

答：每个中断源请求中断时会在SFR的某些寄存器中产生响应的标志位，表示该中断源请求了中断。INT0、INT1、T0和T1的中断标志存放在TCON(定时器/计数器控制寄存器)中，占4位；串行口的中断标志存放在SCON(串行口控制寄存器)中，占2位。

TF0：T0溢出标志，溢出时由硬件置1，并且请求中断，CPU响应后，由硬件自动将TF0清0；不用中断方式时，要用软件清0。

TF1：T1溢出标志，溢出时由硬件置1，并且请求中断，CPU响应后，由硬件自动将TF1清0；不用中断方式时，要用软件清0。

IE0：INT0中断标志，发生INT0中断时，硬件置IE0为1，并向CPU请求中断。

IE1：INT1中断标志，发生INT1中断时，硬件置IE1为1，并向CPU请求中断。SCON:串行口控制寄存器。

TI:串行口发送中断标志，发送完一帧数据时由硬件置位，并请求中断。

RI:串行口接受中断标志，接收到一帧数据时，由硬件置位，并且请求中断。

TI、RI标志，必须用软件清0。

3.简述8051微控制器中中断响应的过程。

答：单片机响应中断的条件：中断源有请求（响应的中断标志位置1），CPU允许所有中断（CPU中断允许位EA=1）,中断允许寄存器IE中，相应中断源允许位置1；没有同级或者高级中断正在服务，现行指令已经执行完毕，若执行指令为RETI或者读/写IE或者IP指令时则该指令的下一条指令也执行完毕。

中断响应的过程：

1）CPU在每个机器周期的S5P2检测中断源。在下一个机器周期的S6按照优先次序查询各个中断标志。若查询到有中断标志为1时，按照优先级别进行处理，即响应中断；2）置相应的“优先级状态”触发器为1，即指出CPU当前正在处理的中断优先级，以阻断同级或者低级中断请求；

3）自动保护断点，即将现行PC内容（即断点地址）压入堆栈，并且根据中断源把相应的

中断程序入口地址装入PC中；

4）执行中断服务程序，直到遇到RETI指令为止；

5）RETI指令清除“优先级状态”触发器；自动清除中断标志（TI/RI除外）；从堆栈中弹出断点地址给PC，使CPU回到中断处，继续执行主程序。

4.简述中断服务程序的调用和子程序调用的异同。

答：相似点：1）都是中断当前正在执行的程序，转去执行子程序或者中断服务程序。2）都是由硬件自动将断点地址压入堆栈，然后通过软件完成现场保护。3）执行完子程序或者中断服务程序后，都要通过软件恢复现场，并通过执行返回指令，重新返回到断点处，继续调用程序的执行。4）都可以实现嵌套，比如中断嵌套和子程序嵌套。

差别：1）中断请求是随机的，在程序执行的任何时刻都可能请求；而子程序调用是由软件编排好的。2）响应中断后，转去执行存放在固定地址的中断服务程序，而子程序的地址由软件设定。3）中断响应是受控的，其响应时间受到一些因素影响，子程序响应时间是固定的。

2）思考题

1.什么是中断？中断能实现哪些功能？

答：中断是指CPU暂停当前的工作，转去处理紧急事件，处理完毕后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。

中断的功能：1）实现CPU与外部设备的速度配合2）实现实时控制3）故障的及时发现与处理4）实现人机联系

2.在设计中断服务程序时，为什么要进行现场的保护和恢复？

答：中断服务程序在执行前，由于主程序在调用完中断程序后将继续执行，因此应该讲中断程序可能用到的资源，包括工作寄存器R0~R7、RAM单元、A、DPTR、PSW等都压入堆栈保存，即进行现场保护。执行完中断程序返回主程序之前，将被保护的内容回复到原始单元中的过程叫做现场恢复。现场保护和恢复是为了使CPU执行完中断服务程序之后可以准确回到原来的地方继续执行指令。

3.8051微控制器的外部中断中，有几种中断触发方式？如何选择触发方式？

答：外部中断有两种触发方式：低电平触发方式和下降沿触发方式。通过TCON中的IT0、IT1来选择。INT=0：低电平触发方式，CPU在每个机器周期的S5P2采样INT0(P3.2)的电平，采样到低电平，则认为有中断请求，随即置位IE0。采样到高电平时认为无中断请求或者中断请求已经撤销，随即对IE0清0。IT0=1：选择INT0为下降沿触发方式，CPU在每个机器周期的S5P2采样INT0的电平，若相继采样两次，一次采到高电平，下一次采到低电平（即检测到一个下降沿），则置IE0=1，表示外部中断0正在向CPU请求中断，直到该中断被CPU响应时IE0由硬件自动清0。

IT1功能与IT0相同。对于下降沿触发方式，中断请求信号的高低电平至少各保持一个机器

周期；对于低电平触发方式，INT0/INT1引脚上请求中断的低电平应该保持到CPU响应中断为止。

4.中断请求有效并开中断时，能否保证立即响应该中断？为什么？

答：不一定可以。51单片机响应中断的条件有：没有同级或者高级中断正在服务，现行指令已经执行完毕，若执行指令为RETI或是读/写IE或者IP指令时，则该指令的下一条指令也执行完毕。