单片机课件专题六输入输出和中断.ppt

单片机课件专题六输入输出和中断 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1 输入输入/输出的基本概念输出的基本概念2 输入输入/输出数据的传送方式输出数据的传送方式 3 中断技术中断技术4 MCS-51的中断系统的中断系统5 学会学会MCS-51中断程序设计及应用中断程序设计及应用6 学会与中断有关的硬件连线学会与中断有关的硬件连线本章重点及要求本章重点及要求5.1 输入输入/输出的基本概念输出的基本概念5.2 输入输入/输出数据的传送方式输出数据的传送方式 5.3 中断技术中断技术5.4 MCS-51的中断系统的中断系统5.5 MCS-51对外部中断源的扩展对外部中断源的扩展第五章第五章输入输入/输出和中断输出和中断5 51 11 1 输入输入/输出设备输出设备5 51 12 2 输入输入/输出传送的信息输出传送的信息 5 51 13 3 输入输入/输出接口的作用及其类型输出接口的作用及其类型5 51 14 4 I/OI/O端口的编址方式端口的编址方式 5 51 1 输入输入/输出的基本概念输出的基本概念5 52 21 1 无条件传送方式无条件传送方式 （又称（又称同步传送同步传送）5 52 22 2 查询式传送方式查询式传送方式 （又称条件传送（又称条件传送异步传送异步传送）5.2 5.2 输入输入/输出数据的传送方式输出数据的传送方式5 52 23 3 中断传送中断传送方式方式5 52 24 4 DMADMA传送传送方式方式5 53 31 1 中断的定义及必要性中断的定义及必要性5 53 32 2 中断源中断源5 53 33 3 中断的分类中断的分类5 53 34 4 中断系统的功能中断系统的功能5 53 35 5 中断处理过程中断处理过程5.3 5.3 中断技术中断技术541 MCS-51的的中断源和中断标志中断源和中断标志542 MCS-51对对中断请求的控制中断请求的控制543 MCS-51对对中断的响应和撤除中断的响应和撤除544 MCS-51中断系统的中断系统的初始化及应用初始化及应用 5.4 MCS-515.4 MCS-51的中断系统的中断系统 MCS-51 的中断程序设计的中断程序设计举例举例 MCS-51 的中断系统的的中断系统的结构结构5.5.1 借用定时器借用定时器/计时器溢出中断扩展外部中断源计时器溢出中断扩展外部中断源 （P160 利用计数溢出，扩展中断源）利用计数溢出，扩展中断源）来自来自P3.4(T0)或或P3.5(T1)引脚的引脚的 外部输入计数脉冲相当于中断请求信号外部输入计数脉冲相当于中断请求信号5.5.2 使用硬件申请软件查询法扩展外部中断源使用硬件申请软件查询法扩展外部中断源 （P161 硬件申请，软件查询的方法）硬件申请，软件查询的方法）55 MCS-51对外部中断源的扩展对外部中断源的扩展5 51 11 1 输入输入/输出设备输出设备 输入设备：输入设备：输入设备：输入设备：定义：定义：定义：定义：往主机传送信息的设备往主机传送信息的设备往主机传送信息的设备往主机传送信息的设备 常用的输入设备：常用的输入设备：常用的输入设备：常用的输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等 输出设备输出设备输出设备输出设备 定义：定义：定义：定义：接收主机信息并送出信息呈现给人们的设备接收主机信息并送出信息呈现给人们的设备接收主机信息并送出信息呈现给人们的设备接收主机信息并送出信息呈现给人们的设备 常用的输出设备：常用的输出设备：常用的输出设备：常用的输出设备：显示器、打印机、绘图仪等显示器、打印机、绘图仪等显示器、打印机、绘图仪等显示器、打印机、绘图仪等外设与外设与CPUCPU是通过接口连接是通过接口连接CPUCPU接接接接 口口口口接接接接 口口口口外设外设外设外设1 1 1 1外设外设外设外设2 2 2 2地址总线地址总线地址总线地址总线 ABAB数据总线数据总线数据总线数据总线 DBDB控制总线控制总线控制总线控制总线 CBCB5 51 12 2 输入输入/输出传送的信息输出传送的信息 数据信息数据信息 数字量数字量数字量数字量 模拟量模拟量模拟量模拟量 开关量开关量开关量开关量 状态信息状态信息表征外设状态表征外设状态表征外设状态表征外设状态 控制信息控制信息控制外设启停控制外设启停控制外设启停控制外设启停 在输入时，输入装置的信息是否准在输入时，输入装置的信息是否准在输入时，输入装置的信息是否准在输入时，输入装置的信息是否准备好（备好（备好（备好（ReadyReady）；）；）；）；在输出时在输出时在输出时在输出时 ，输出装置是否有空，输出装置是否有空，输出装置是否有空，输出装置是否有空（EmptyEmpty），若输出装置正在输出信息，），若输出装置正在输出信息，），若输出装置正在输出信息，），若输出装置正在输出信息，则以则以则以则以BusyBusy指示。指示。指示。指示。二进制形式表示的数或以二进制形式表示的数或以二进制形式表示的数或以二进制形式表示的数或以ASCASCASCASC码表示码表示码表示码表示的数或字符的数或字符的数或字符的数或字符 。模拟量必须先经过模拟量必须先经过模拟量必须先经过模拟量必须先经过A/DA/DA/DA/D转换才能输入计转换才能输入计转换才能输入计转换才能输入计算机，计算机的控制输出也必须先经过算机，计算机的控制输出也必须先经过算机，计算机的控制输出也必须先经过算机，计算机的控制输出也必须先经过D/AD/AD/AD/A转换才能控制执行机构。转换才能控制执行机构。转换才能控制执行机构。转换才能控制执行机构。只要用一位二进制数即可表示的量，如只要用一位二进制数即可表示的量，如只要用一位二进制数即可表示的量，如只要用一位二进制数即可表示的量，如电机的运转与停止，开关的合与断，阀门的电机的运转与停止，开关的合与断，阀门的电机的运转与停止，开关的合与断，阀门的电机的运转与停止，开关的合与断，阀门的打开和关闭等。打开和关闭等。打开和关闭等。打开和关闭等。5 51 13 3 输入输入/输出接口的作用及其输出接口的作用及其类型类型接口电路的作用接口电路的作用 锁存作用锁存作用锁存作用锁存作用防止由于防止由于防止由于防止由于CPUCPU速度快，外设慢而产生的丢数现象速度快，外设慢而产生的丢数现象速度快，外设慢而产生的丢数现象速度快，外设慢而产生的丢数现象 隔离作用隔离作用隔离作用隔离作用防止防止防止防止DBDB上的信息重叠上的信息重叠上的信息重叠上的信息重叠 变换作用变换作用变换作用变换作用在在在在CPUCPU与外设之间进行信息类型、电平、传送接收方与外设之间进行信息类型、电平、传送接收方与外设之间进行信息类型、电平、传送接收方与外设之间进行信息类型、电平、传送接收方式变换式变换式变换式变换 联络作用联络作用联络作用联络作用在在在在CPUCPU与外设之间进行联络，与外设之间进行联络，与外设之间进行联络，与外设之间进行联络，Ready,BusyReady,Busy输出接口电路输出接口电路锁存作用锁存作用输出接口中必须含锁存器输出接口中必须含锁存器接口电路接口电路接口电路接口电路(锁存器锁存器锁存器锁存器).锁存信号锁存信号锁存信号锁存信号 写选通写选通写选通写选通输出数据输出数据输出数据输出数据DBDB来自来自来自来自CPUCPU速度匹配速度匹配输入接口电路输入接口电路隔离作用隔离作用输入接口中必须含三态门输入接口中必须含三态门接口电路接口电路接口电路接口电路(三态门三态门三态门三态门).读选通信号读选通信号读选通信号读选通信号输入允许输入允许输入允许输入允许输入数据输入数据输入数据输入数据接口电路接口电路接口电路接口电路(三态门三态门三态门三态门).输入数据输入数据输入数据输入数据DBDB防止信息重叠防止信息重叠1 1、I/OI/O接口的种类很多，有两种基本类型接口的种类很多，有两种基本类型接口的种类很多，有两种基本类型接口的种类很多，有两种基本类型 串行串行串行串行I/OI/O接口接口接口接口 并行并行并行并行I/OI/O接口接口接口接口2 2、不可编程接口、不可编程接口、不可编程接口、不可编程接口 例：例：例：例：74LS27374LS273、74LS37374LS373、74LS138 74LS138、74LS24474LS2443 3、可编程接口、可编程接口、可编程接口、可编程接口 例：例：例：例：81558155、82558255、82508250、82538253I/O接口的类型接口的类型514 I/O端口的编址方式端口的编址方式 统一编址统一编址统一编址统一编址 I/OI/O端口与内存储器采用一套地址，完全象存储器端口与内存储器采用一套地址，完全象存储器端口与内存储器采用一套地址，完全象存储器端口与内存储器采用一套地址，完全象存储器单元一样处理，使用访问存储器的指令。单元一样处理，使用访问存储器的指令。单元一样处理，使用访问存储器的指令。单元一样处理，使用访问存储器的指令。如：如：如：如：movx movx 类指令类指令类指令类指令 独立编址独立编址独立编址独立编址 采用一套与存储器不同的地址，利用采用一套与存储器不同的地址，利用采用一套与存储器不同的地址，利用采用一套与存储器不同的地址，利用/MREQ/MREQ（存（存（存（存储器请求）和储器请求）和储器请求）和储器请求）和/IORQ/IORQ（输入输出请求），（输入输出请求），（输入输出请求），（输入输出请求），CPU CPU 有专有专有专有专门的门的门的门的I/OI/O指令指令指令指令 如：如：如：如：ININ，OUT OUT MCS51MCS51系列采用统一编址系列采用统一编址系列采用统一编址系列采用统一编址 片内片内片内片内RAM RAM 与与与与P0P3P0P3均用均用均用均用MOVMOV指令指令指令指令 片外片外片外片外RAMRAM与外扩口与外扩口与外扩口与外扩口I/OI/O口均用口均用口均用口均用MOVXMOVX指令指令指令指令 接口与端口接口与端口接口：接口：接口：接口：由一个或多个端口组成。由一个或多个端口组成。由一个或多个端口组成。由一个或多个端口组成。端口：端口：端口：端口：可被独立选通的可被独立选通的可被独立选通的可被独立选通的I/OI/O接口电路，简称口。接口电路，简称口。接口电路，简称口。接口电路，简称口。端口地址：端口地址：端口地址：端口地址：端口在系统中被分配的惟一地址，简称口地址。端口在系统中被分配的惟一地址，简称口地址。端口在系统中被分配的惟一地址，简称口地址。端口在系统中被分配的惟一地址，简称口地址。端口可分为：端口可分为：端口可分为：端口可分为：输入端口输入端口输入端口输入端口CPUCPU从中读取外设的状态或数据信息从中读取外设的状态或数据信息从中读取外设的状态或数据信息从中读取外设的状态或数据信息 输出端口输出端口输出端口输出端口CPUCPU通过它输出控制信号或数据信息通过它输出控制信号或数据信息通过它输出控制信号或数据信息通过它输出控制信号或数据信息 状态端口状态端口状态端口状态端口CPUCPU从中读取外设的状态信息从中读取外设的状态信息从中读取外设的状态信息从中读取外设的状态信息 控制端口控制端口控制端口控制端口由由由由CPUCPU控制输出控制信号控制输出控制信号控制输出控制信号控制输出控制信号 数据端口数据端口数据端口数据端口 可以是输入数据端口或输出数据端口可以是输入数据端口或输出数据端口可以是输入数据端口或输出数据端口可以是输入数据端口或输出数据端口 I/OI/O信息都是通过信息都是通过信息都是通过信息都是通过数据总线数据总线数据总线数据总线传递的。传递的。传递的。传递的。5 52 21 1 无条件传送方式（又称同步传送）无条件传送方式（又称同步传送）应用于定时为已知应用于定时为已知应用于定时为已知应用于定时为已知的且的且的且的且 固定不变的低固定不变的低固定不变的低固定不变的低速速速速I/OI/O 无需等待的高速无需等待的高速无需等待的高速无需等待的高速I/OI/O movxA,DPTRmovxA,DPTR movxDPTR,AmovxDPTR,ADB三态门三态门三态门三态门锁存器锁存器锁存器锁存器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器来自外设来自外设来自外设来自外设至外设至外设至外设至外设ABRDRDWRWR无条件输入输出举例无条件输入输出举例无条件输入输出举例无条件输入输出举例MCS-51单片机内部的单片机内部的I/O口口6.1.2 P1口口 功能：功能：P1口作通用口作通用I/O口口 P1口口也也是是一一个个“准准双双向向”口口，作作输输入入口口时时要要先先将将输输出驱动管截止。出驱动管截止。即先执行一条指令即先执行一条指令 MOV P1,#0FFH内部结构：内部结构：如图所示如图所示1 1、无条件传送方式、无条件传送方式2 2、查询方式、查询方式3 3、中断方式、中断方式利用利用P1口实现三种口实现三种I/O 传送方式传送方式 1 1、无条件传送方式、无条件传送方式 1 1）无条件输出）无条件输出ORGORG 8000H8000HLJMPLJMP MainMainORGORG 80F0H80F0HMain:Main:MOVMOV R7,#0R7,#0Loop:MOVLoop:MOV R6,#0R6,#0DJNZDJNZ R6,$R6,$DJNZDJNZ R6,$R6,$DJNZDJNZ R6,$R6,$DJNZDJNZ R6,$R6,$DJNZDJNZ R7,LoopR7,LoopCPLCPLP1.0P1.0CPLCPLP1.1P1.1CPLCPLP1.2P1.2CPLCPLP1.3P1.3CPLCPLP1.4P1.4CPLCPLP1.5P1.5CPLCPLP1.6P1.6CPLCPLP1.7P1.7SJMPSJMP MainMainENDEND8 8个发个发个发个发光二极光二极光二极光二极管闪亮管闪亮管闪亮管闪亮“0”0”亮亮亮亮“1”1”灭灭灭灭思考题思考题若使若使8个个LED循环循环点亮如何修改程序点亮如何修改程序？1 1、无条件传送方式、无条件传送方式 2 2）无条件输入）无条件输入/输出输出ORG8000HORG8000HAJMPMAINAJMPMAINORG8100HORG8100HMAIN:MOVA,#0FFHMAIN:MOVA,#0FFHMOVP1,AMOVP1,AMOVA,P1MOVA,P1SWAPASWAPAMOVP1,AMOVP1,AHEREHERE：SJMPHERESJMPHEREENDEND5 52 22 2 查询式传送方式查询式传送方式 （又称条件传送（又称条件传送异步传送）异步传送）CPUCPU查询外设状态信息查询外设状态信息查询外设状态信息查询外设状态信息(Ready,Busy)(Ready,Busy)，条件，条件，条件，条件 满足时，进行数据传送满足时，进行数据传送满足时，进行数据传送满足时，进行数据传送 程序简单程序简单程序简单程序简单 高速高速高速高速CPUCPU查询低速外设查询低速外设查询低速外设查询低速外设 浪费浪费浪费浪费CPUCPU时间，效率低时间，效率低时间，效率低时间，效率低 输入接口原理图输入接口原理图输入接口原理图输入接口原理图 输出接口原理图输出接口原理图输出接口原理图输出接口原理图 程序流程图程序流程图程序流程图程序流程图查询方式举例查询方式举例查询方式举例查询方式举例输入接口原理图输入接口原理图地址译码器地址译码器地址译码器地址译码器QQR RD D三态三态三态三态缓冲器缓冲器缓冲器缓冲器锁存器锁存器锁存器锁存器输入设备输入设备输入设备输入设备5V5V选通信号选通信号选通信号选通信号RDRD口地址口地址口地址口地址PORTDPORTD译码译码译码译码PORTSPORTS译码译码译码译码D6D6ReadyReady状态信号状态信号状态信号状态信号DB外设准备好，置入状态信号外设准备好，置入状态信号外设准备好，置入状态信号外设准备好，置入状态信号 Q=1Q=1Q=1Q=1CPUCPUCPUCPU读数据口时清掉状态信号读数据口时清掉状态信号读数据口时清掉状态信号读数据口时清掉状态信号输出接口原理图输出接口原理图外设收到外设收到外设收到外设收到CPUCPUCPUCPU数据后以数据后以数据后以数据后以“应答信号应答信号应答信号应答信号”清掉状态信号清掉状态信号清掉状态信号清掉状态信号CPUCPUCPUCPU写入数据后，置入状态信号写入数据后，置入状态信号写入数据后，置入状态信号写入数据后，置入状态信号 Q=1Q=1Q=1Q=1口地址口地址地址译码器地址译码器QRD5V应答信号应答信号WR锁存器锁存器输出设备输出设备PORTD译码译码PORTS译码译码状态线状态线Busy状态信息状态信息D6RDDB条件传送方式程序举例条件传送方式程序举例Test:movDPTR,#PORTTest:movDPTR,#PORTS SmovxA,DPTRmovxA,DPTRanlA,#40HanlA,#40HjzTestjzTest；(jnzTest)(jnzTest)movDPTR,#PORTmovDPTR,#PORTD DmovxA,DPTRmovxA,DPTR ;输入输入输入输入(movxDPTR,A(movxDPTR,A；输出；输出；输出；输出)0/10/1状态信号状态信号状态信号状态信号D6输入端口状态输入端口状态输入端口状态输入端口状态准备好？准备好？准备好？准备好？传送信息传送信息传送信息传送信息YESYESNONOReady=1Ready=1Busy=0Busy=0(A)(A)查询举例查询举例查询举例查询举例2 2、查询输出、查询输出ORG8000HORG8000HLJMPMainLJMPMainORG8ORG8100H100HMain:JBMain:JBP1.7,SETLEDP1.7,SETLEDCLRLED:CLRCLRLED:CLRP1.0P1.0CLRCLRP1.1P1.1CLRCLRP1.2P1.2CLRCLRP1.3P1.3CLRCLRP1.4P1.4CLRCLRP1.5P1.5CLRCLRP1.6P1.6SJMPSJMPMainMainSETLED:SETBSETLED:SETBP1.0P1.0SETBSETBP1.1P1.1SETBSETBP1.2P1.2SETBSETBP1.3P1.3SETBSETBP1.4P1.4SETBSETBP1.5P1.5SETBSETBP1.6P1.6SJMPSJMPMainMainENDEND思考题思考题若当若当P1.7=0时使时使7个个LED向左向左/右两右两个两个的循环点亮，如何修改程序个两个的循环点亮，如何修改程序？若当若当P1.7=1时，使时，使7个个LED从中间向从中间向左右方向逐个点亮，如何修改程序左右方向逐个点亮，如何修改程序？5 52 23 3 中断传送方式中断传送方式中断：中断：中断：中断：要求进行输入、输出的外设，发出就绪信号给要求进行输入、输出的外设，发出就绪信号给要求进行输入、输出的外设，发出就绪信号给要求进行输入、输出的外设，发出就绪信号给CPUCPU，作为中断请求，打断，作为中断请求，打断，作为中断请求，打断，作为中断请求，打断CPUCPU正在进行的工作，即中正在进行的工作，即中正在进行的工作，即中正在进行的工作，即中断断断断CPUCPU正在执行的程序。正在执行的程序。正在执行的程序。正在执行的程序。中断过程中断过程中断过程中断过程 中断方式与查询方式比较中断方式与查询方式比较中断方式与查询方式比较中断方式与查询方式比较 提高了提高了提高了提高了CPUCPU的效率的效率的效率的效率 CPUCPU与外设可并行工作与外设可并行工作与外设可并行工作与外设可并行工作 CPUCPU可及时响应外部事件可及时响应外部事件可及时响应外部事件可及时响应外部事件中断过程中断过程外设发出中断请求信号外设发出中断请求信号外设发出中断请求信号外设发出中断请求信号CPU(CPU(有条件有条件有条件有条件)响应中断响应中断响应中断响应中断进行中断服务进行中断服务进行中断服务进行中断服务(执行中断服务程序，执行响应执行中断服务程序，执行响应执行中断服务程序，执行响应执行中断服务程序，执行响应I/OI/O操作操作操作操作)中断返回中断返回中断返回中断返回(继续执行原程序继续执行原程序继续执行原程序继续执行原程序)中断方式与查询方式中断方式与查询方式CPU占用时间比较占用时间比较打印机打印时间打印机打印时间打印机打印时间打印机打印时间数据传输时间数据传输时间数据传输时间数据传输时间查询等待时间查询等待时间查询等待时间查询等待时间数据传输时间数据传输时间数据传输时间数据传输时间执行主程序执行主程序执行主程序执行主程序中断服务时间中断服务时间中断服务时间中断服务时间中断方式中断方式中断方式中断方式查询方式查询方式查询方式查询方式外设工作外设工作外设工作外设工作 利用利用利用利用DMAC(DMADMAC(DMA控制器控制器控制器控制器)实现成组、大实现成组、大实现成组、大实现成组、大批量的数据在内存和外设之间的快速传送。批量的数据在内存和外设之间的快速传送。批量的数据在内存和外设之间的快速传送。批量的数据在内存和外设之间的快速传送。DMADMA过程过程过程过程：优点：速度快优点：速度快优点：速度快优点：速度快 缺点：硬件复杂，成本增加缺点：硬件复杂，成本增加缺点：硬件复杂，成本增加缺点：硬件复杂，成本增加5 52 24 4 DMA传送方式传送方式DMA过程过程外设向外设向外设向外设向DMACDMAC发发发发DMADMA申请申请申请申请 DMACDMAC向向向向CPUCPU发发发发BUSRQBUSRQ CPU CPU发发发发BUSAKBUSAK响应响应响应响应 DMACDMAC发存储器地址和读写信号发存储器地址和读写信号发存储器地址和读写信号发存储器地址和读写信号 DMADMA控制结束，恢复控制结束，恢复控制结束，恢复控制结束，恢复CPUCPU对总线控制对总线控制对总线控制对总线控制BUSBUS外外外外 设设设设接接接接口口口口DMACDMACCPUCPU存储器存储器存储器存储器存储器存储器存储器存储器CPUCPUI/OI/O接口接口接口接口外外外外 设设设设DMADMA控制器控制器控制器控制器5 53 31 1 中断的定义及必要性中断的定义及必要性定义：定义：所谓中断是指中央处理器所谓中断是指中央处理器CPU正在正在处理某件事的时候，外部发生了某一事件，处理某件事的时候，外部发生了某一事件，请求请求CPU迅速处理，迅速处理，CPU暂时中断当前的暂时中断当前的工作，转入处理所发生的事件，处理完后，工作，转入处理所发生的事件，处理完后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。这样的过程称为中断。这样的过程称为中断。必要性及应用必要性及应用必要性及应用必要性及应用中断功能便于实现中断功能便于实现中断功能便于实现中断功能便于实现1 1 1 1分时操作分时操作分时操作分时操作2 2 2 2实时处理实时处理实时处理实时处理3 3 3 3故障处理故障处理故障处理故障处理4.4.4.4.主机与外设之间的速度匹配主机与外设之间的速度匹配主机与外设之间的速度匹配主机与外设之间的速度匹配 CPU CPU和外设同时工作；和外设同时工作；和外设同时工作；和外设同时工作；CPUCPU可以通可以通可以通可以通过分时操作启动多个外设同时工作，统过分时操作启动多个外设同时工作，统过分时操作启动多个外设同时工作，统过分时操作启动多个外设同时工作，统一管理。大大提高了一管理。大大提高了一管理。大大提高了一管理。大大提高了CPUCPU的利用率，也的利用率，也的利用率，也的利用率，也提高了输入、输出的速度。提高了输入、输出的速度。提高了输入、输出的速度。提高了输入、输出的速度。当计算机用于实时当计算机用于实时当计算机用于实时当计算机用于实时控制时，中断是一个十控制时，中断是一个十控制时，中断是一个十控制时，中断是一个十分重要的功能。现场的分重要的功能。现场的分重要的功能。现场的分重要的功能。现场的各个参数、信息，需要各个参数、信息，需要各个参数、信息，需要各个参数、信息，需要的话可在任何时候发出的话可在任何时候发出的话可在任何时候发出的话可在任何时候发出中断申请，要求中断申请，要求中断申请，要求中断申请，要求CPUCPU处处处处理；理；理；理；CPUCPU就可以马上响就可以马上响就可以马上响就可以马上响应（若中断是开放的话）应（若中断是开放的话）应（若中断是开放的话）应（若中断是开放的话）加以处理。这样的及时加以处理。这样的及时加以处理。这样的及时加以处理。这样的及时处理在查询的工作方式处理在查询的工作方式处理在查询的工作方式处理在查询的工作方式是做不到的。是做不到的。是做不到的。是做不到的。计算机在运行过程中，往往会出现事计算机在运行过程中，往往会出现事计算机在运行过程中，往往会出现事计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况，或出现一些故障：先预料不到的情况，或出现一些故障：先预料不到的情况，或出现一些故障：先预料不到的情况，或出现一些故障：如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。如电源突跳，存储出错，运算溢出等等。计算机就可以利用中断系统自行处理，计算机就可以利用中断系统自行处理，计算机就可以利用中断系统自行处理，计算机就可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。而不必停机或报告工作人员。而不必停机或报告工作人员。而不必停机或报告工作人员。外设中断请求外设中断请求 实时时钟中断请求实时时钟中断请求 控制对象中断源控制对象中断源 故障引起的中断故障引起的中断 人为设置的中断人为设置的中断5 53 32 2 中断源中断源 人人人人为为为为设设设设置置置置的的的的中中中中断断断断，不不不不是是是是随随随随机的，故称为自愿中断。机的，故称为自愿中断。机的，故称为自愿中断。机的，故称为自愿中断。强迫中断强迫中断强迫中断强迫中断引起的中断都是引起的中断都是引起的中断都是引起的中断都是随机随机随机随机。5 53 33 3 中断的分类中断的分类 1.1.可屏蔽中断（可屏蔽中断（Maskable Interrupt）2.非屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断（Non Maskable Interrupt）3.软件中断（软件中断（Software Interrupt）INTINT NMI NMI MCS-51MCS-51就是具有可屏蔽中断功能的一类就是具有可屏蔽中断功能的一类就是具有可屏蔽中断功能的一类就是具有可屏蔽中断功能的一类CPUCPU。中断类型中断类型中断类型中断类型 中断请求信号中断请求信号中断请求信号中断请求信号可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断 INTINT中断请求输入线上输入中断请求输入线上输入中断请求输入线上输入中断请求输入线上输入非屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断 NMINMI中断请求输入线上输入中断请求输入线上输入中断请求输入线上输入中断请求输入线上输入软件中断软件中断软件中断软件中断 用中断指令使用中断指令使用中断指令使用中断指令使CPUCPU响应中断响应中断响应中断响应中断中断类型中断类型中断类型中断类型 CPUCPU响应中断的方式响应中断的方式响应中断的方式响应中断的方式可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断 开中断指令开中断指令开中断指令开中断指令 响应响应响应响应 关中断指令关中断指令关中断指令关中断指令 屏蔽屏蔽屏蔽屏蔽INTINT上来的低电平中断请求上来的低电平中断请求上来的低电平中断请求上来的低电平中断请求非屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断 CPUCPU必须予以响应，不能由软件指令屏蔽必须予以响应，不能由软件指令屏蔽必须予以响应，不能由软件指令屏蔽必须予以响应，不能由软件指令屏蔽软件中断软件中断软件中断软件中断 CPUCPU只要执行这种指令，完成相应的中断功能只要执行这种指令，完成相应的中断功能只要执行这种指令，完成相应的中断功能只要执行这种指令，完成相应的中断功能5 53 34 4 中断系统的功能中断系统的功能 中断系统中断系统中断系统中断系统包括中断源的产生、包括中断源的产生、包括中断源的产生、包括中断源的产生、中断判优中断判优中断判优中断判优、中断查询中断查询中断查询中断查询、中断处理中断处理中断处理中断处理等实现这一全过程的硬件和软件。等实现这一全过程的硬件和软件。等实现这一全过程的硬件和软件。等实现这一全过程的硬件和软件。中断技术中断技术中断技术中断技术对中断全过程的分析、研究及实现的方法对中断全过程的分析、研究及实现的方法对中断全过程的分析、研究及实现的方法对中断全过程的分析、研究及实现的方法中断判优中断判优多中断源同多中断源同多中断源同多中断源同时发出中断时发出中断时发出中断时发出中断请求，请求，请求，请求，CPUCPUCPUCPU根根根根据中断的优据中断的优据中断的优据中断的优先级判断优先级判断优先级判断优先级判断优先执行的中先执行的中先执行的中先执行的中断请求。断请求。断请求。断请求。中断嵌套中断嵌套中断嵌套中断嵌套CPUCPU正在执行正在执行正在执行正在执行主程序主程序主程序主程序CPUCPU正在执行正在执行正在执行正在执行低级中断服务低级中断服务低级中断服务低级中断服务程序程序程序程序CPUCPU正在执行正在执行正在执行正在执行高级中断服务高级中断服务高级中断服务高级中断服务程序程序程序程序挂起的中断挂起的中断挂起的中断挂起的中断中断查询中断查询 软件查询软件查询软件查询软件查询 硬件查询硬件查询硬件查询硬件查询中断优先中断优先中断优先中断优先级链式电路级链式电路级链式电路级链式电路中断优先中断优先中断优先中断优先级编码电路级编码电路级编码电路级编码电路三态门三态门三态门三态门DBDB+中断请求中断请求中断请求中断请求 A LA L mov DPTR,#PortI mov DPTR,#PortI movx A,DPTR movx A,DPTR RLC A RLC A JC ASV JC ASV RLC A RLC A JC BSV JC BSV ASV:ASV:BSV:BSV:先查询的优先级高先查询的优先级高硬件申请硬件申请软件查询软件查询中断处理中断处理中断响应条件中断响应条件中断响应条件中断响应条件 CPUCPU处于开中断状态：处于开中断状态：处于开中断状态：处于开中断状态：5151内部有中断允许触发器内部有中断允许触发器内部有中断允许触发器内部有中断允许触发器EAEA EA=0 EA=0 禁止中断；禁止中断；禁止中断；禁止中断；EA=1 EA=1 开放中断。开放中断。开放中断。开放中断。中断响应过程中断响应过程中断响应过程中断响应过程 中断响应：停止现行程序，中断响应：停止现行程序，中断响应：停止现行程序，中断响应：停止现行程序，转向中断处理程序入口地址转向中断处理程序入口地址转向中断处理程序入口地址转向中断处理程序入口地址 关中断关中断关中断关中断 （MCS-51MCS-51响应中断后，不自动关中断响应中断后，不自动关中断响应中断后，不自动关中断响应中断后，不自动关中断)保护断点保护断点保护断点保护断点 （自动将断点地址压入堆栈）（自动将断点地址压入堆栈）（自动将断点地址压入堆栈）（自动将断点地址压入堆栈）执行中断处理程序执行中断处理程序执行中断处理程序执行中断处理程序执行中断处理程序执行中断处理程序 保护现场保护现场 保护中断服务程序中用到的寄存器和保护中断服务程序中用到的寄存器和保护中断服务程序中用到的寄存器和保护中断服务程序中用到的寄存器和状态标志的内容状态标志的内容状态标志的内容状态标志的内容 中断服务中断服务 相应的中断源服务，完成一定的相应的中断源服务，完成一定的相应的中断源服务，完成一定的相应的中断源服务，完成一定的I/OI/O操作操作操作操作 恢复现场恢复现场 完成中断服务后，将保存在堆栈中的完成中断服务后，将保存在堆栈中的完成中断服务后，将保存在堆栈中的完成中断服务后，将保存在堆栈中的现场数据恢复现场数据恢复现场数据恢复现场数据恢复 开中断和中断返回开中断和中断返回RETI RETI (中断返回指令）中断返回指令）中断返回指令）中断返回指令）push PSWpush PSWpush ACCpush ACCpush DPHpush DPHpush DPLpush DPL pop DPLpop DPLpop DPHpop DPHpop ACCpop ACCpop PSWpop PSW请看请看请看请看P159P159图图图图5-225-22（1 1）设设设设置置置置中中中中断断断断请请请请求求求求触触触触发发发发器器器器(又称中断标志触发器又称中断标志触发器又称中断标志触发器又称中断标志触发器)每每每每个个个个中中中中断断断断源源源源需需需需有有有有一一一一个个个个中中中中断断断断请请请请求求求求触触触触发发发发器器器器,保保保保持持持持中中中中断断断断请请请请求求求求信信信信号号号号 ，直直直直至至至至CPUCPU响响响响应应应应这这这这个个个个中中中中断断断断后后后后，才才才才可可可可清清清清除除除除中中中中断断断断请求请求请求请求。当当当当中中中中断断断断请请请请求求求求触触触触发发发发器器器器为为为为“1”1”状状状状态态态态时时时时（Q=1Q=1），表表表表示示示示有有有有中中中中断断断断产产产产生生生生；Q=0Q=0表表表表示示示示没有中断产生。没有中断产生。没有中断产生。没有中断产生。中断响应条件中断响应条件CPUCPU响应中断的条件主要有以下几点：响应中断的条件主要有以下几点：响应中断的条件主要有以下几点：响应中断的条件主要有以下几点：设置中断请求的情况设置中断请求的情况设置中断请求的情况设置中断请求的情况 CPU CPU 中也要有中断标志触发器，有中断请求则置中也要有中断标志触发器，有中断请求则置中也要有中断标志触发器，有中断请求则置中也要有中断标志触发器，有中断请求则置1 1。（2 2）需设置中断屏蔽触发器）需设置中断屏蔽触发器）需设置中断屏蔽触发器）需设置中断屏蔽触发器(又称中断允许触发器）又称中断允许触发器）又称中断允许触发器）又称中断允许触发器）每一个中断源的接口电路中需增加一个中断屏蔽触发器每一个中断源的接口电路中需增加一个中断屏蔽触发器每一个中断源的接口电路中需增加一个中断屏蔽触发器每一个中断源的接口电路中需增加一个中断屏蔽触发器，只，只，只，只有当此触发器为有当此触发器为有当此触发器为有当此触发器为“1”1”时，中断源的中断请求才能被送出至时，中断源的中断请求才能被送出至时，中断源的中断请求才能被送出至时，中断源的中断请求才能被送出至CPU CPU。具有中断屏蔽的接口电路具有中断屏蔽的接口电路具有中断屏蔽的接口电路具有中断屏蔽的接口电路 （3 3）中断是开放的）中断是开放的）中断是开放的）中断是开放的 在在在在CPUCPU内部有一个中断允许触发器内部有一个中断允许触发器内部有一个中断允许触发器内部有一个中断允许触发器EAEA。只有当。只有当。只有当。只有当EAEA为为为为“1”1”时（即中断开放时），时（即中断开放时），时（即中断开放时），时（即中断开放时），CPUCPU才能响应中断；若才能响应中断；若才能响应中断；若才能响应中断；若EAEA为为为为“0”0”（即中断是关闭的），这时外部有中断请求，（即中断是关闭的），这时外部有中断请求，（即中断是关闭的），这时外部有中断请求，（即中断是关闭的），这时外部有