第05讲：MCS-51单片机的中断系统课件.ppt

单片机与控制技术单片机与控制技术第第02章：章：MCS-51单片机结构原理单片机结构原理RE：l硬件编程结构及引脚已介绍lCPU主要部件与特殊功能寄存器（SFR）已介绍l片内外存储器的组织结构和编址已介绍l并行I/O口已介绍l中断及中断系统【本次课内容！】l定时/计数器、串行口（外设）5、MCS51单片机的单片机的中断系统中断系统l（1）中断概念：中断就是指主程序执行到中间某处时，被打断转去执行另一称为“中断服务子程序”的程序，处理完毕之后再返回到原来被打断的地方继续执行主程序的过程。从程序转移的角度来看就是把中断处的PC值暂时保存起来，而代之以中断服务子程序的入口地址，当处理完毕后，再把原来保存的PC值送回PC（恢复PC），主程序便继续顺序执行。MCS51单片机的中断结构：外部中断（INT0和 INT1），分别根据TCON寄存器中IT0和IT1的置位情况，可以有电平触发和跳变触发两种。当跳变触发时INT0和INT1上的负跳变分别置位触发标志IE0和IE1，并引起中断，当CPU响应并通过矢量地址转入中断服务程序时，硬件自动清零触发标志，也就是可自动撤除中断请求信号。由于每个机器周期外部中断被采样一次，所以中断引脚上的高/低电平变化必须至少保持有一个周期为高，下一个周期为低，才能使CPU检测到有跳变发生，从而置位中断请求标志IE0和IE1。当电平触发时，INT0和INT1上的低电平分别置位触发标志IE0和IE1，并引起中断。定时器中断是由在寄存器溢出时使溢出触发标志TF置位所引起的，CPU响应后能自动清零溢出标志TF。串行口中断由RI和TI通过或门进行触发，当CPU响应并通过中断矢量地址转入中断服务程序时，首先需要判断RI和TI之中哪个是中断源，由于RI和TI不能由硬件自动复位，因此只能由软件清除。综上所述，各种中断实际上是由IE、TF或RI/TI各触发标志位置位所引起的，它们的置位可以分别由实际的外部中断请求信号，定时器溢出或发送/接收一帧信号所引起，但我们也可以通过软件对它们置位，其效果和硬件置位一样，这种人为地用软件产生中断，是51机的一大特点。2）中断中断矢量矢量（什么是中断矢量？）（什么是中断矢量？）矢量中断：当CPU响应中断后，CPU转到中断服务程序的入口地址，中断矢量是固定的。每个入口地址之间相距8个存储单元，即每一个入口可以拥有8个单元，若中断服务程序短，可直接放在这8个存储单元内，若放不下，可在个断矢量指向的地直入口处放一无条件转移指令LJMP START，以转到对应的实际中断服务程序入口地址（以START作为标号的一段程序）。地址中断源0000HRESET（非中断）0003HINT0中断000BHT0中断0013HINT1中断001BHT1中断0023H串行口中断002BHT2CPU不在处理同级的或更高优先级的中断；现行的机器周期是所执行指令的最后一个机器周期；CPU正在执行的指令不是RETI或任何访问IE/IP的指令 同时满足上述三个条件的情况下，MCS-51单片机才可响应中断源的请求。在同一个中断优先级别内部，中断级别从高到低（即内部硬件查询次序）在同一个中断优先级别内部，中断级别从高到低（即内部硬件查询次序）依次为：依次为：INT0T0INT1T1串口中断串口中断（5）中断控制寄存器IE、IP1）中断允许控制寄存器（IE）51没有专门的开、关中断指令。中断的允许/禁止由SFR中的IE实现两级中断控制。所谓两级控制是指有一个总的中断控制位EA：当EA=0时，关闭所有的中断请求当EA=1时，对每个中断源的中断申请是否开放，还要看各个中断源的中断允许控制位的状态。用户可以用位操作指令或字节操作指令进行设定。例如：要求 INT0、T0中断开放，其它三个中断源禁止，可用以下指令实现：MOV IE，#10000011B；IE 83H 等效于：SETB EA；开放总中断允许 SETB EX0；开放外部中断0（INT0）SETB ET0；开放定时器中断0（T0）2）定时器控制寄存器（）定时器控制寄存器（TCON）软件控制（人为）SETB TR0；启动定时器0什么是边沿触发？什么是电平触发？3）串口控制寄存器（）串口控制寄存器（SCON）CPU响应串行口中断后，内部硬件不能对TI、RI清除，必须通过软件清“0”。RI、TI的中断入口都是0023H，所以CPU响应后转入0023H开始执行服务程序，首先必须判断是RI中断还是TI中断，然后进行相应服务。4）中断优先级控制寄存器（）中断优先级控制寄存器（IP）由IP设定5个中断源实现两级中断优先权排队。在操作时可归纳为三条基本原则：低优先级中断处理可被高优先级中断源申请所打断，反之则不能。任何一种中断源，不管它是高级还是低级的，一旦被CPU响应中断，就不会被它的同级中断源所中断。若两个以上同一中断优先级的中断源同时申请中断，则CPU按照内部硬件查询次序响应中断。同一级中断中，中断的优先次序：INT0 T0 INT1T1串行口中断RI/TI IP各位可改变优先等级：若某控制位置1，则该位控制的中断源设定为高中断优先级，反之，则设定为低优先级。(用户可用指令更新IP改变各中断优先权的级别。单片机复位后：IP=00H，5个中断源均为低优先级)。1.根据允许中断源的个数对IE的对应位置1，由于单片机上电复位时，IE=00H，因此用户禁止中断的位不必清0。2.对IP设定允许中断开放的中断优先级别，上电复位时IP=00H，因此用户只要用SETB指令将需要设定为高优先级的中断源控制位置1即可。3.若用外中断源INT0或 INT1，应规定是低电平还是负跳变触发中断。为此，应对TCON的两个控制位的IT0和IT1设定。单片机复位TCON=00H，IT0、IT1自动选择低电平触发中断。4.上电复位SP=07H。中断处理需要保护断点和现场，用户应在片内RAM区选择一个合适的栈区容量和位置，原则是栈区不要和其它RAM数据区发生重叠和冲突，以免发生信息混乱、丢失。因此需要对SP重新设定。5.采用中断方式工作时，软件部分有初始化主程序和各中断服务程序两部分。这就需要对内存单元容量、地址空间合理分配，需要解决中断源、中断矢量和对应中断程序实际入口地址的确定和软件连接。本讲小结：本讲小结：lMCS51单片机的中断源及中断矢量lMCS51响应中断的条件（考研题）及响应过程l与中断相关的寄存器（要牢记各位含义）：IE（中断使能）TCON（定时器中断、外部中断相关）SCON（串行中断相关）IP（中断优先级）l编程时如何初始化中断？l2-7 什么是中断矢量，中断矢量如何设定，它与中断源和中断服务子程序入口地址有什么关系？l2-8 中断处理和CPU调用子程序处理有什么相同点，最关键的一点区别是什么，试具体说明。l2-9 保护断点和保护现场各解决什么问题？l2-10MCS51的个中断源、中断矢量的名称和地址是什么？若每个中断源的服务程序字节数超过了个单元以上，用户将如何处理这个问题？l2-11若要求中断源T0、T1、INT0和INT1允许中断，禁止串行口中断，将T0、T1设定为高优先级，INT0，INT1设定为低优先级，试填写IE、IP的各控制位，并进行初始化程序设定。l2-12 要求用8031的T0控制P1.0输出周期为2ms的连续方波。以知时钟为6MHZ；主程序入口地址为0500H；T0实际中断入口地址为0800H。试编写T0 编写初始化主程序及对应的中断服务程序。l2-13 T1设定为计数器方式，从引脚输入1000个脉冲后在T1中断程序中将 A左移一位。试编制T1 初始化主程序及中断服务程序。