单片机中断系统结构

位地址
功 能
AFH
—
ADH
ACH
ABH
AAH
A9H
A8H
中断总允许 控制位
外部中断0的 串行口中断 外部中断1的 允许控制位 中断允许控制位 中断允许控制位 定时器T2的溢出 中断允许控制位 定时器 T1的溢出 定时器T0的溢出 中断允许控制位 中断允许控制位
表 5.3 IE的结构、位名称、位地址和功能
许控制位，位地址是A9H。
(7) EX0(IE.0)：外部中断 INT 0 的中断请 求允许控制位，位地址是A8H。
2）中断优先级控制寄存器IP AT89C51的中断源优先级是由中断优先 寄存器IP来进行控制的。其5个中断源划分为 两个中断优先级：高优先级和低优先级。每 一个中断源都可以通过IP寄存器中的相应位 设置成高(优先)级中断或低(优先)级中断。相 应位置“1”，定义为高级中断，相应位清 “0”，定义为低级中断，因此，CPU对所有 中断请求只能实现两级中断嵌套。IP寄存器 的结构、位名称和位地址如表5.4所示。
位地址 8FH
状 态
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
1 0
1 0
1 0
1 0
1 0
1 0
10
0 1
外部中断 0发出中断请求时 T1发出中断请求时 T0 发出中断请求时 外部中断 1发出中断请求时 单片机复位或 T0 启动 停止计数 T1 开始计数 单片机复位或 T1 停止计数 启动T0开始计数 0 单片机复位时或无中断请求发生时，这些位均为 外部中断1 外部中断1 0 外部中断 采用边沿触发 采用电平触发 采用电平触发 采用边沿触发
5.2.1 中断源及中断系统构成
TCON
INT0
T0
IT1 IT0
IE
EX 1 EA 1 0 ET 1 0 EX 1 1 ET 1 1
IP
PX 1 0 0 PT 1 0 0 PX 1 1 0 PT 1 1 0 PS 1 0
硬件查询 高级中 断请求 1 中断源 中断入 口地址
0
1
IE 0 TF 0
INT1 T1 RX TX
如果同样优先级的请求同时接收到，则内部对中
断源的查询次序决定先接受哪一个请求，表5.5列出了同 (一优先)级中断源的内部查询顺序。 表5.5 中断源的内部查询顺序 中断源 外部中断0 定时器T0中断 外部中断1 定时器T1中断 串行口中断 中断标志 IE0 TF0 IE1 TF1 RI+TI 优先查询顺序 高 ↓ ↓ ↓ 低
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。
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，当CPU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
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 图5.1 计算机 主程序 事件发生 事件处理 主程序 中断概念示意图 中断请求 中断处理 中断返回
位地址 9FH
功 能
9EH
9DH
9CH
9BH
9AH
99H
98H
串行发送中断 串行接收 中断标志位 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。 2) RI：为串行口接收中断标志位，位地址
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 串行发送中断TI）。
禁止其他中断
开通所有中断 开通T0和串行口中断
禁止其他中断
(1) EA(IE.7)：总允许控制位，位地址为AFH。
EA状态可由软件设定，若EA=0，禁止 AT89C51
所有中断源的中断请求；若 EA=1 ，则总控制被 开放，但每个中断源是允许还是被禁止 CPU响应， 还受控于中断源的各自中断允许控制位的状态。 (2) ET2(IE.5) ：定时器 T2溢出中断允许控
中断优先级三条原则：
（1）同时收到几个中断时，响应优先级
别最高的；
（2）中断过程不能被同级、低优先级所
中断；
（3）低优先级中断服务，能被高优先级 中断。
位编码 位名称 IE.7 EA IE.6 — IE.5 ET2 IE.4 ES IE.3 ET1 IE.2 EX1 IE.1 ET0 IE.0 EX0
位地址
功 能
AFH
—
ADH
ACH
ABH
AAH
A9H
A8H
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1 1
0 1 1
所有中断仍被禁止 开通外部中断/INT0 禁止所有 开通总 中断
制位，位地址是ADH。
(3) ES(IE.4)：串行口中断允许控制位，位地 址是ACH。
(4) ET1(IE.3)：定时器T1的溢出中断允许
控制位，位地址为ABH。
(5) EX1(IE.2)：外部中断 INT 1 的中断请 求允许控制位，位地址是AAH。
(6) ET0(IE.1)：定时器T0的溢出中断允
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。
（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.1 SCON.0 位编码 位名称 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
TCON.7 TCON.6 TCON.5 TCON.4 TCON.3 TCON.2 TCON.1 TCON.0 位编码 位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
位地址 8FH
功 能
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
表 5.4 IP的结构、位名称、位地址和功能
位编码 位名称 IP.7 — IP.6 — IP.5 PT2 IP.4 PS IP.3 PT1 IP.2 PX1 IP.1 PT0 IP.0 PX0
位地址
功 能
—
保留位
—
保留位
BDH
BCH
BBH
BAH
B9H
B8H
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
0 1
定时器T2中断 串行口中断 /INT1中断 /INT0中断 优先级控制位 优先级控制位 优先级控制位 优先级控制位 定时器T1中断 优先级控制位 定时器T0中断 优先级控制位 高级中断（同为1时 亦称其为同级中断） 低级中断（同为0时 亦称其为同级中断）
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。
表 5.3 IE的结构、位名称、位地址和功能
位编码 位名称 IE.7 EA IE.6 — IE.5 ET2 IE.4 ES IE.3 ET1 IE.2 EX1 IE.1 ET0 IE.0 EX0
主程序A
断点
返回
RETI 中断服务程序B
图5.2 中断过程示意图
……
响应
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。
T1中断标志位 T1启停控制位 T0中断标志位 T0启停控制位 /INT1中断 /INT1触发 /INT0中断 /INT0触发 标志位 方式位 标志位 方式位
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
TCON.7 TCON.6 TCON.5 TCON.4 TCON.3 TCON.2 TCON.1 TCON.0 位编码 位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
0
1
IE 1 TF 1
RI TI ≥1
低级中 断wk.baidu.com求 0 中断源 中断入 口地址
ES 1
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。