c单片机中断详解实用.pptx

CPU与外设之间的数据传送用四种方式：（1）无条件传送方式（2）程序查询传送方式（3）直接存储器存取（DMA）方式（4）中断方式单片机能及时地响应和处理单片机外部事件或内部事件所提出的中断请求。第1页/共53页中断的概念中断的概念 CPU CPU正在执行程序时，单片机外部或正在执行程序时，单片机外部或内部发生的某一内部发生的某一事件事件，请求，请求CPUCPU迅速去迅速去处理。处理。CPU CPU暂时中止当前的工作，转到中断暂时中止当前的工作，转到中断服务处理程序处理所发生的事件。服务处理程序处理所发生的事件。处理完该事件后，再回到原来被中止的处理完该事件后，再回到原来被中止的地方，继续原来的工作，这称为中断。地方，继续原来的工作，这称为中断。中断方式优点：大大地提高了中断方式优点：大大地提高了CPUCPU的的工作效率。工作效率。第2页/共53页能够实现中断处理功能的部件称为能够实现中断处理功能的部件称为中断系统中断系统。产生中断的请求源称为产生中断的请求源称为中断请求源。中断请求源。中断源向中断源向CPUCPU提出的处理请求，称提出的处理请求，称为为中断请求中断请求(或中断申请中断申请)。CPUCPU暂时终止自身的事务，转去处暂时终止自身的事务，转去处理中断事件的过程，称为理中断事件的过程，称为CPUCPU的的中断中断响应过程。响应过程。第3页/共53页对事件的整个处理过程称为对事件的整个处理过程称为中断中断处理。处理。中断返回中断返回：处理完毕中断事件，：处理完毕中断事件，再回到原来被中止的地方。再回到原来被中止的地方。没有中断，CPU的大量时间会浪费在原地踏步的操作上。第4页/共53页下图所示：对事件的整个处理过程下图所示：对事件的整个处理过程进入中断进入中断保护现场保护现场中断处理恢复现场中断处理恢复现场中断返回中断返回所有的过程都需要软件来设置第5页/共53页中断技术的特点中断技术的特点分时操作分时操作 CPUCPU可以同多个外设可以同多个外设“同时同时”工作工作实时处理实时处理 CPUCPU及时处理随机事件及时处理随机事件故障处理故障处理 电源掉电、存储出错、运算电源掉电、存储出错、运算溢出溢出第6页/共53页 MCS-51MCS-51中中断断系系统统的的结结构构及及中中断断源源中断源有以下几种情况中断源有以下几种情况：（1 1）I/OI/O设设 备备（2 2）硬硬 件件 故故 障障（3 3）实实时时时时钟钟（4 4）为为调调试试而而设设置的中断。置的中断。MCS-51MCS-51有有5 5个个中中断断请请求求源源，两两个个中断优先级，可两级嵌套。中断优先级，可两级嵌套。中断系统结构示意图中断系统结构示意图如下图所示：如下图所示：第7页/共53页 P140第8页/共53页中断请求源中断请求源五个中断请求源五个中断请求源 ：（1 1）INT0INT0*外外部部中中断断请请求求0 0，由由引引脚脚INT0INT0*输输入入，中中断断请请求求标标志为志为IE0IE0。（2 2）INT1INT1*外外部部中中断断请请求求1 1，由由引引脚脚INT1INT1*输输入入，中中断断请请求求标标志为志为IE1IE1。第9页/共53页（3 3）定时器）定时器/计数器计数器T0T0溢出溢出中断请中断请求，中断请求标志为求，中断请求标志为TF0TF0。（4 4）定时器）定时器/计数器计数器T1T1溢出溢出中断请中断请求，中断请求标志为求，中断请求标志为TF1TF1。（5 5）串行口中断请求串行口中断请求，中断请求，中断请求标志为标志为TITI或或RIRI。对应特殊功能寄存器对应特殊功能寄存器TCONTCON和和SCONSCON的相应位。的相应位。下页为简表第10页/共53页 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断标志中断标志CPU主主程程序序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中断源中断标志位 每一个中断源都有相应的中断标志位；某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1。第11页/共53页中断控制中断控制一、中断请求标志位一、中断请求标志位A A、TCONTCON中的中断标志位中的中断标志位TCONTCON为定时器为定时器/计数器的控计数器的控制寄存器，字节地址为制寄存器，字节地址为88H88H。第12页/共53页包含：包含：（1 1）T0T0和和T1T1的溢出中断请求标志位的溢出中断请求标志位TF1TF1和和TF0TF0。（2 2）外部中断请求标志位）外部中断请求标志位IE1IE1与与IE0IE0。各标志位的功能：各标志位的功能：IE1IE1外部中断请求外部中断请求1 1的中断请求标志位。的中断请求标志位。IE1=0IE1=0，无中断请求。，无中断请求。IE1=1IE1=1，外外部部中中断断1 1有有中中断断请请求求。当当CPUCPU响响应应该该中断，转向中断服务程序，由硬件清中断，转向中断服务程序，由硬件清“0 0”IE0IE0。第13页/共53页 IT1IT1外部中断外部中断1 1的中断触发方式控制位的中断触发方式控制位 IT1IT1选择外部中断请求选择外部中断请求1 1为为负跳变负跳变触发方式还是触发方式还是电平电平触发方式：触发方式：IT1=0IT1=0，为电平触发方式，为电平触发方式，IE1IE1状态完全由状态完全由IT1IT1决定。决定。IT1=1IT1=1，为负跳变触发方式。，为负跳变触发方式。IT1IT1可由软件置可由软件置“1 1”或清或清“0 0”。第14页/共53页 IT0 IT0外部中断请求外部中断请求0 0为负跳变为负跳变触发方式还是电平触发方式，意义触发方式还是电平触发方式，意义与与IT1IT1类似。类似。IE0IE0外部中断请求外部中断请求0 0的中断请的中断请求标志位，意义与求标志位，意义与IE1IE1类似。类似。第15页/共53页 TF0 TF0T0T0溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。T0T0计计数数溢溢出出时时，由由硬硬件件置置“1 1”TF0TF0，向向CPUCPU申申 请请 中中 断断，CPUCPU响响 应应 TF0TF0中中 断断 时时，硬硬 件件 自自 动动 清清“0 0”TF0TF0，TF0TF0也可由软件清也可由软件清0 0。TF1TF1T1T1的的溢溢出出中中断断请请求求标标志志位位，功功能能和和TF0TF0类类似。似。TR1TR1、TR0 TR0 2 2个个位位与与中中断断无无关关。当当MCS-51MCS-51复复位位后后，TCONTCON被清被清0 0，则，则CPUCPU关中断，所有中断请求被禁止。关中断，所有中断请求被禁止。第16页/共53页 B B、SCONSCON为串行口控制寄存器为串行口控制寄存器 字节地址为字节地址为98H98H。串行口的发送中断和接收中断的中断请求标志。串行口的发送中断和接收中断的中断请求标志TITI和和RIRI，格式如下：各标志位的功能：格式如下：各标志位的功能：（1 1）TITI发送中断请求标志位。串口每发送完一帧串行数据后，硬件自动置发送中断请求标志位。串口每发送完一帧串行数据后，硬件自动置“1 1”TITI。必须在中断服务程序中用软件对必须在中断服务程序中用软件对TITI标志清标志清“0 0”。第17页/共53页（2 2）RIRI接收中断请求标志位。接收中断请求标志位。串口接收完一个数据帧，硬件自动串口接收完一个数据帧，硬件自动置置“1 1”RIRI标志。必须在中断服务标志。必须在中断服务程序中用软件对程序中用软件对RIRI标志清标志清“0 0”。第18页/共53页二、中断允许控制二、中断允许控制 中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IEIE CPU CPU对中断源的开放或屏蔽，由片内对中断源的开放或屏蔽，由片内的中断允许寄存器的中断允许寄存器IEIE控制（两级控制）。控制（两级控制）。字节地址为字节地址为A8HA8H，可位寻址。格式如下：，可位寻址。格式如下：第19页/共53页IEIE中各位的功能如下：中各位的功能如下：（1 1）中断允许总控制位中断允许总控制位EAEA（IE.7IE.7位）位）:EA=0 EA=0，所有中断请求被屏蔽。，所有中断请求被屏蔽。EA=1EA=1，CPUCPU开放中断，但五个中断开放中断，但五个中断源的中断请求是否允许，还要由源的中断请求是否允许，还要由IEIE中的中的5 5个中断请求允许控制位决定。个中断请求允许控制位决定。第20页/共53页（2 2）ESES：串行口中断允许位：串行口中断允许位0 0：禁止串行口中断；：禁止串行口中断；1 1：允许串行口中断。：允许串行口中断。（3 3）ET1ET1：定时器：定时器/计数器计数器T1T1的溢的溢出中断允许位出中断允许位0 0：禁止：禁止T1T1溢出中断；溢出中断；1 1：允许：允许T1T1溢出中断。溢出中断。第21页/共53页（4 4）EX1EX1：外部中断：外部中断1 1中断允许位中断允许位0 0：禁止外部中断：禁止外部中断1 1中断；中断；1 1：允许外部中断：允许外部中断1 1中断。中断。（5 5）ET0ET0：定时器：定时器/计数器计数器T0T0的溢出中断允许位的溢出中断允许位0 0：禁止：禁止T0T0溢出中断；溢出中断；1 1：允许：允许T0T0溢出中断。溢出中断。（6 6）EX0EX0：外部中断：外部中断0 0中断允许位。中断允许位。0 0：禁止外部中断：禁止外部中断0 0中断；中断；1 1：允许外部中断：允许外部中断0 0中断。中断。第22页/共53页 MCS-51 MCS-51复位后，复位后，IEIE清清0 0，所有，所有中断请求被禁止。中断请求被禁止。若使某一个中断源被允许中若使某一个中断源被允许中断，除了断，除了IEIE相应的位的被置相应的位的被置“1 1”，还必须使还必须使EAEA位位=1=1。改变改变IEIE的内容，可由位操作的内容，可由位操作指令来实现，即：指令来实现，即：SETB bitSETB bit；CLR bitCLR bit。例第23页/共53页例例6-1 6-1 若允许片内若允许片内2 2个定时器个定时器/计数器计数器中断，禁止其它中断源的中断请求。中断，禁止其它中断源的中断请求。编写设置编写设置IEIE的相应程序段。的相应程序段。（1 1）用）用位操作位操作指令来编写如下程序段：指令来编写如下程序段：CLR ES CLR ES ；禁止串行口中断；禁止串行口中断 CLR EX1 CLR EX1 ；禁止外部中断；禁止外部中断1 1中断中断CLR EX0CLR EX0；禁止外部中断；禁止外部中断0 0中中断断SETB ET0 SETB ET0 ；允许；允许T0T0中断中断SETB ET1 SETB ET1 ；允许中断；允许中断SETB EA SETB EA ；CPUCPU开中断开中断第24页/共53页（2 2）用字节操作指令来编写：）用字节操作指令来编写：MOV IEMOV IE，#8AH#8AH或者用：或者用：MOV MOV 0A8H0A8H，#8AH#8AH ；A8HA8H为为IEIE寄寄存存器字节地址器字节地址第25页/共53页三、中断优先级寄存器三、中断优先级寄存器IPIP两个中断两个中断优先级优先级，可实现，可实现两级中断两级中断嵌套嵌套。如图所示：如图所示：第26页/共53页 每个中断源的中断优先级都是每个中断源的中断优先级都是由中断优先级寄存器由中断优先级寄存器IPIP中的相应位中的相应位的状态来控制的。的状态来控制的。中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPIP，其字节地址，其字节地址为为B8HB8H。第27页/共53页IPIP各个位的含义：各个位的含义：（1 1）PSPS串行口中断优先串行口中断优先级控制位级控制位1 1：高优先级中断；：高优先级中断；0 0：低优先级中断。：低优先级中断。第28页/共53页（2 2）PT1PT1定时器定时器T1T1中断优先级控制位中断优先级控制位1 1：高优先级中断；：高优先级中断；0 0：低优先级中断。：低优先级中断。（3 3）PX1PX1外部中断外部中断1 1中断优先级控制位中断优先级控制位1 1：高优先级中断；：高优先级中断；0 0：低优先级中断。：低优先级中断。第29页/共53页（4 4）PT0PT0定时器定时器T0T0中断优先级控制中断优先级控制位位1 1：高优先级中断；：高优先级中断；0 0：低优先级中断。：低优先级中断。（5 5）PX0PX0外部中断外部中断0 0中断优先级控制中断优先级控制位位1 1：高优先级中断；：高优先级中断；0 0：低优先级中断。：低优先级中断。第30页/共53页 可见由软件可改变各中断源的中断优先级。可见由软件可改变各中断源的中断优先级。在同时收到几个在同时收到几个同一优先级同一优先级的中断请求时，优先响应哪一个中断，取决于的中断请求时，优先响应哪一个中断，取决于内部内部的查询顺序的查询顺序。查询顺序如下：。查询顺序如下：中断源中断源 中断级别中断级别外部中断外部中断0 0最高最高T0T0溢出中断溢出中断外部中断外部中断1 1T1T1溢出中断溢出中断串行口中断串行口中断最低最低优先级设置原则？第31页/共53页可归纳为下面三条基本规则：可归纳为下面三条基本规则：（1 1）低低优优先先级级可可被被高高优优先先级级中中断断，反反之则不能。之则不能。（2）同级中断不会被它的同级中断源）同级中断不会被它的同级中断源所中断。所中断。（3 3）若若CPUCPU正正在在执执行行高高优优先先级级的的中中断断，则不能被任何中断源所中断。则不能被任何中断源所中断。例第32页/共53页例例6-26-2 设置设置IPIP寄存器的初始值，使寄存器的初始值，使2 2个外中断请求为高优先级，其它中断请求为低优先个外中断请求为高优先级，其它中断请求为低优先级。级。（1 1）用位操作指令）用位操作指令 SETB PX0 SETB PX0 ；2 2个外中断为高优先级个外中断为高优先级 SETB PX1 SETB PX1 CLR PS CLR PS ；串口为低优先级中断；串口为低优先级中断 CLR PT0 CLR PT0 ；T0T0低优先级中断低优先级中断CLR PT1 CLR PT1 ；T1T1低优先级中断低优先级中断第33页/共53页 响应中断请求的条件 一、一个中断请求被响应，需满足以下必要条件：一、一个中断请求被响应，需满足以下必要条件：（1 1）IEIE寄存器中的中断总允许位寄存器中的中断总允许位EA=1EA=1。（2 2）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中 断请求标志为断请求标志为“1 1”。（3 3）该中断源的中断允许位）该中断源的中断允许位=1=1，即该中断没有被屏蔽。，即该中断没有被屏蔽。（4 4）无同级或更高级中断正在被服务。）无同级或更高级中断正在被服务。第34页/共53页二、中断响应的主要过程二、中断响应的主要过程第35页/共53页 中断源中断源 入口地址入口地址 外部中断外部中断0 0 0003H 0003H 定时器定时器/计数器计数器T0 T0 000BH000BH外部中断外部中断1 1 0013H0013H 定时器定时器/计数器计数器T1T1001BH001BH串行口中断串行口中断0023H0023H 使用时，通常在这些入口地址处存放一条跳转指令，使程序跳转到用户安排的中使用时，通常在这些入口地址处存放一条跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断服务程序起始地址上去！断服务程序起始地址上去！注意：中断服务子程序入口地址又称为中断矢量或中断向量。单片机中注意：中断服务子程序入口地址又称为中断矢量或中断向量。单片机中5 5个中断源的个中断源的矢量地址是矢量地址是固定固定的，不能改动。的，不能改动。例第36页/共53页三、中断处理三、中断处理编写中断中断服务程序即可编写中断中断服务程序即可第37页/共53页中断返回由专门的中断返回指令RETI来实现。四、中断返回第38页/共53页 五、中断请求的撤消五、中断请求的撤消2 2外部中断请求的撤消外部中断请求的撤消 （1 1）跳沿跳沿方式外部中断请求的撤方式外部中断请求的撤消是消是自动撤消自动撤消的。的。（2 2）电平电平方式外部中断请求的撤方式外部中断请求的撤消。消。第39页/共53页 六、外部中断的响应时间六、外部中断的响应时间 外部中断的最短的响应时间为外部中断的最短的响应时间为3 3个机器周期个机器周期:第40页/共53页外部中断响应的最长的响应时间为外部中断响应的最长的响应时间为8 8个个机器周期机器周期第41页/共53页注意：如果已在处理同级或更高级中断，注意：如果已在处理同级或更高级中断，响应时间无法计算。响应时间无法计算。在一个单一中断的系统里，在一个单一中断的系统里，MCS-51MCS-51单片单片机对外部中断请求的响应的时间总是机对外部中断请求的响应的时间总是在在3 38 8个机器周期之间。个机器周期之间。第42页/共53页 补充：中断服务程序的设计补充：中断服务程序的设计一、中断服务程序设计的任务一、中断服务程序设计的任务 基本任务：基本任务：（1 1）设置中断允许控制寄存器）设置中断允许控制寄存器IEIE。（2 2）设置中断优先级寄存器）设置中断优先级寄存器IPIP。（3 3）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。（4 4）编写中断服务程序，处理中断请求。）编写中断服务程序，处理中断请求。前前3 3条一般放在主程序的初始化程序段中。条一般放在主程序的初始化程序段中。例第43页/共53页 例例6-4 6-4 假假设设允允许许外外部部中中断断0 0中中断断，并并设设定定它它为为高高级级中中断断，其其它它中中断断源源为为低低级级中中断断，采采用跳沿触发方式。在主程序中编写如下程序段：用跳沿触发方式。在主程序中编写如下程序段：SETB EA SETB EA ；CPUCPU开中断开中断 SETB ET0 SETB ET0；允许外中断；允许外中断0 0产生中断产生中断 SETB PX0 SETB PX0；外中断；外中断0 0为高级中断为高级中断 SETB IT0 SETB IT0 ；外中断；外中断0 0为跳沿触发方式为跳沿触发方式 第44页/共53页二、采用中断时的主程序结构二、采用中断时的主程序结构 第45页/共53页三、三、中中断断服服务务程程序序的的流流程程例第46页/共53页补充 C51中的中断函数C51语言程序中采用中断函数编写中断处理程序。1、中断函数的定义形式如下：void void 函数名函数名(void(void)interrupt m interrupt m interrupt m interrupt m using nusing nusing nusing n 说明语句说明语句说明语句说明语句 执行语句执行语句 说明：说明：说明：说明：m m m m的取值为的取值为的取值为的取值为0-310-310-310-31，对应单片机的中断号，对应单片机的中断号，对应单片机的中断号，对应单片机的中断号 0-0-0-0-外部中断外部中断外部中断外部中断0 3-0 3-0 3-0 3-定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器1 1 1 1 1-1-1-1-定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器0 4-0 4-0 4-0 4-串行口中断串行口中断串行口中断串行口中断 2-2-2-2-外部中断外部中断外部中断外部中断1 5-1 5-1 5-1 5-定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器2 2 2 2第47页/共53页2、using n修饰符的使用 using n 修饰符用于指定中断函数内部使用的工作寄存器组，是一个可选项。n 工作寄存器组 R0-R7地址 0 第0组 00H-07H 1 第1组 08H-0FH 2 第2组 10H-17H 3 第3组 18H-1FH第48页/共53页3 3、关于、关于C51C51中断函数的几点说明：中断函数的几点说明：l 中断函数不能有返回值，用中断函数不能有返回值，用voidvoid说明。说明。l 中断函数不能进行参数传递，中断函数不能进行参数传递，（）内（）内为空或为空或voidvoid。l 中断函数不能被其它函数直接调用中断函数不能被其它函数直接调用，因为中断函数的返回是由因为中断函数的返回是由RETIRETI指令完成指令完成的，的，RETIRETI影响单片机的硬件中断系统，影响单片机的硬件中断系统，由单片机的硬件系统产生出栈操作，修由单片机的硬件系统产生出栈操作，修改改PCPC值。直接调用会出现致命错误。值。直接调用会出现致命错误。第49页/共53页3、关于C51中断函数的几点说明(续)C51编译器对中断函数编译时会自动在程序的开始和结束处加上如下内容：开始处对ACC、B、DPH、DPL和PSW入栈，结束时出栈。中断函数未加using n修饰符时，开始处还要将R0-R1入栈，结束时出栈。如果中断函数加using n修饰符，则在开始将PSW入栈后还要修改中PSW的工作寄存器选择位RS0和RS1。第50页/共53页中断函数调用其它函数，则被调用函数与中断函数必须使用相同的寄存器组，均用相同的using n修饰符说明。C51编译器自动从绝对地址8m+3处产生一个中断向量，控制程序跳转到相应的中断入口地址处。中断函数禁止使用extern说明，以防止其它程序调用。3、关于C51中断函数的几点说明(续)第51页/共53页外部中断程序示例#include sbit LED=P11;void main()EA=1;IT0=1;EX0=1;while(1);void int0(void)interrupt 0 using 1LED=!LED;例：编程实现按一下按钮例：编程实现按一下按钮例：编程实现按一下按钮例：编程实现按一下按钮K K K K，则，则，则，则LEDLEDLEDLED亮，再次按一下亮，再次按一下亮，再次按一下亮，再次按一下按钮按钮按钮按钮K K K K，则则则则LEDLEDLEDLED熄灭熄灭熄灭熄灭 。第52页/共53页感谢您的欣赏！第53页/共53页