【教学课件】第5章MCS-51的中断系统.ppt
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1、第第5 5章章 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统 实时测控,单片实时测控,单片机机能及时地响应和处理单片机外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部事件或内部事件所提出的中断请求。5.1 5.1 中断的概念中断的概念 CPU CPU正在执行程序时,单片机外部或内部发生的正在执行程序时,单片机外部或内部发生的某一某一事件事件,请求,请求CPUCPU迅速去处理。迅速去处理。CPU CPU暂时中止当前的工作,转到中断服务处理程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。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地方,继处理完该事件后,再回到原
2、来被中止的地方,继续原来的工作,这称为续原来的工作,这称为中断中断。CPUCPU处理事件的过程,处理事件的过程,称为称为CPUCPU的的中断响应过程。中断响应过程。图图5-15-1所示。对事件的整个处理过程,称为所示。对事件的整个处理过程,称为中断处中断处理理(或中断服务或中断服务)。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;产生中断的请求源称为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,称为提出的处理请求,称为中断请求中断请求(或或中断中断申请申请)。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
3、场 中断返回中断返回中断方式中断方式优点优点:大大地提高了大大地提高了CPUCPU的工作效率的工作效率。5.2 5.2 MCS-51MCS-51中断系统的结构中断系统的结构有有5 5个中断请求源,两个中断优先级,可两级嵌套。个中断请求源,两个中断优先级,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。5.3 5.3 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,中中断请求标志为断请求标志为IE0IE0。(2 2)INT1INT1*外外部部中中断断请请求求1 1,由由
4、引引脚脚INT1INT1*输输入入,中中断请求标志为断请求标志为IE1IE1。(3 3)定定时时器器/计计数数器器T0T0溢溢出出中中断断请请求求,中中断断请请求求标标志志为为TF0TF0。(4 4)定定时时器器/计计数数器器T1T1溢溢出出中中断断请请求求,中中断断请请求求标标志志为为TF1TF1。(5 5)串行口中断请求串行口中断请求,中断请求标志为,中断请求标志为TITI或或RIRI。由特殊功能寄存器由特殊功能寄存器TCONTCON和和SCONSCON的相应位锁存。的相应位锁存。TCONTCON为定时器为定时器/计数器的控制寄存器,计数器的控制寄存器,字节地址为字节地址为8888H H。
5、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。格式如下所示:格式如下所示:各标志位的功能:各标志位的功能:(1 1)IT0IT0选选择择外外部部中中断断请请求求0 0为为跳跳沿沿触触发发方方式式还还是是电电平触发方式:平触发方式:IT0=0 IT0=0,为为电平触发电平触发方式。方式。IT0=1IT0=1,为为跳沿触发跳沿触发方式。方式。可由软件置可由软件置“1”“1”或清或清“0”“0”。(2 2)IE0IE0外部中断请求外部中断请求0 0的中断请求标志
6、位。的中断请求标志位。IE0=0 IE0=0,无中断请求无中断请求。IE0=1IE0=1,外外部部中中断断0 0有有中中断断请请求求。当当CPUCPU响响应应该该中中断断,转向中断服务程序时,由硬件清转向中断服务程序时,由硬件清“0”“0”IE0IE0。(3 3)IT1IT1外外部部中中断断请请求求1 1为为跳跳沿沿触触发发方方式式还还是是电电平平触发方式,意义与触发方式,意义与IT0IT0类似。类似。(4 4)IE1IE1外外部部中中断断请请求求1 1的的中中断断请请求求标标志志位位,意意义义与与IE0IE0类似。类似。(5 5)TF0TF0T0T0溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。T
7、0T0计计数数后后,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。(6 6)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。TR1 TR1、TR0 TR0 2 2个位与中断无关。个位与中断无关。当当MCS-51MCS-51复位后复位后,TCONTCON被清被清0 0,则,则CPUCPU关中断,关中断,所有中所有中断请求被禁止。断请求被禁止。SCONSCON为串行口控制
8、寄存器,字节地址为为串行口控制寄存器,字节地址为9898H H。串行口的。串行口的发送中断发送中断和和接收中断接收中断的中断请求标志的中断请求标志TITI和和RIRI,格式格式如下:如下:各标志位的功能: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,硬件自动置串行数据后,硬件自动置“1”“1”TITI。必须在中断服务必须在中断服务程序中用软件对程序中用软件对TITI标志清标志清“0”“0”。(2 2)RIRI接收中断请求标志位。串口接收完一个数据接收中断请求标志位。串口接收完一个数据帧,硬件自动置帧,硬件自动置“1”“1”
9、RIRI标志。标志。必须在中断服务程序必须在中断服务程序中用中用软件软件对对RIRI标志清标志清“0”“0”。5.4 5.4 中断控制中断控制 5.4.1 5.4.1 中断允许寄存器中断允许寄存器IEIE CPUCPU对中断源的开放或屏蔽,由片内的对中断源的开放或屏蔽,由片内的中断允许寄存器中断允许寄存器IEIE控制。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:IEIE对中断的开放和关闭为两级控制对中断的开放和关闭为两级控制 总的开关中断控制位总的开关中断控制位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。
10、EA=1 EA=1,CPUCPU开放中断,但五个中断源的中断请求是开放中断,但五个中断源的中断请求是否允许,还要由否允许,还要由IEIE中的中的5 5个中断请求允许控制位决个中断请求允许控制位决定。定。IEIE中各位的功能如下:中各位的功能如下:(1 1)EAEA:中断允许总控制位中断允许总控制位0 0:CPUCPU屏蔽所有的中断请求屏蔽所有的中断请求(CPUCPU关中断关中断);1 1:CPUCPU开放所有中断开放所有中断(CPUCPU开中断开中断)。(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)
11、ET1ET1:定时器定时器/计数器计数器T1T1的溢出中断允许位的溢出中断允许位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。(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
12、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。MCS-51MCS-51复位后,复位后,IEIE清清0 0,所有中断请求被禁止。,所有中断请求被禁止。若使某一个中断源被允许中断,除了若使某一个中断源被允许中断,除了IEIE相应的位的被相应的位的被置置“1”“1”,还必须使,还必须使EAEA位位=1=1。改变改变IEIE的内容,可由位操作指令来实现,即:的内容,可由位操作指令来实现,即:SETB bitSETB bit;CLR bit CLR bit。例例5-15-1 若若允允许许片片内内2 2个个定定时时器器/计计数数器器中中断断,禁禁止止其其它它中断源的中断
13、请求。编写设置中断源的中断请求。编写设置IEIE的相应程序段的相应程序段(1 1)用位操作指令来编写如下程序段)用位操作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中断中断 SETB ET0 SETB ET0 ;允许定时器允许定时器/计数器计数器T0T0中断中断 SETB ET1 SETB ET1 ;允许定时器允许定时器/计数器计数器T1T1中断中断 SETB EA SETB EA ;CPUCPU开中断开中断(2 2)用字节
14、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 0A8HMOV 0A8H,#8AH#8AH ;A8HA8H为为IEIE寄存器字节地址寄存器字节地址5.4.2 5.4.2 中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPIP两个中断优先级,可实现两级中断嵌套。两个中断优先级,可实现两级中断嵌套。如图如图5-65-6示。示。可归纳为下面两条基本规则:可归纳为下面两条基本规则:(1 1)低优先级可被高优先级中断,反之则不能。)低优先级可被高优先级中断,反之则不能。(2)同级中断不会被它的同级中断源所中断。)同级中断不会被它的同级中断源所中断。若若CPUCP
15、U正正在在执执行行高高优优先先级级的的中中断断,则则不不能能被被任任何何中中断断源所中断源所中断。中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPIP,其字节地址为其字节地址为B8HB8H。IPIP各个位的含义:各个位的含义:(1 1)PSPS串行口中断优先级控制位串行口中断优先级控制位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。(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
16、中断;0 0:低优先级中断。低优先级中断。(4 4)PT0PT0定时器定时器T0T0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。(5 5)PX0PX0外部中断外部中断0 0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。由软件可改变各中断源的中断优先级。由软件可改变各中断源的中断优先级。MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统有有两个两个不可寻址的不可寻址的“优先级激活触优先级激活触发器发器”:一个一个用来指示某高优先级的中断正在执行,所有后来用来指示某高优先级的中断正在执行
17、,所有后来的中断均被阻止。的中断均被阻止。另一个另一个用来指示某低优先级的中断正在执行,所有同用来指示某低优先级的中断正在执行,所有同级中断都被阻止,但不阻断高优先级的中断请求。级中断都被阻止,但不阻断高优先级的中断请求。在同时收到在同时收到几个同一优先级的中断请求几个同一优先级的中断请求时,时,优先响应优先响应哪一个中断,取决于哪一个中断,取决于内部的查询顺序内部的查询顺序。查询顺序查询顺序如如下: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例例5-25-2 设设置置IPIP
18、寄寄存存器器的的初初始始值值,使使2 2个个外外中中断断请请求求为为高优先级,其它中断请求为低优先级。高优先级,其它中断请求为低优先级。(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 ;2 2个定时器个定时器/计数器低优先级中断计数器低优先级中断CLR PT1CLR PT1(2 2)用字节操作指令用字节操作指令 MOV IPMOV IP,#05H#05H或:或:MOV 0B8HMOV 0B8
19、H,#05H#05H;B8HB8H为为IPIP寄存器的字节地址寄存器的字节地址 5.5 5.5 响应中断请求的条件响应中断请求的条件 一个中断请求被响应,需满足以下必要条件: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,即该中断没有被屏 蔽。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
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