【教学课件】第5章输入输出与中断.ppt
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1、第第5章章 输入输出与中断输入输出与中断5.1 输入输出信息的传送方式输入输出信息的传送方式5.2 中断的概念中断的概念5.3 MCS-51单片机的中断系统单片机的中断系统5.4 中断应用举例中断应用举例退出退出5.1 输入输出信息的传输入输出信息的传送方式送方式5.1.1 5.1.1 输入输出的概念输入输出的概念输入输出的概念输入输出的概念单单单单片片片片机机机机常常常常用用用用的的的的输输输输出出出出设设设设备备备备有有有有:显显显显示示示示器器器器、指指指指示示示示灯灯灯灯、微微微微型打印机等。型打印机等。型打印机等。型打印机等。5.1.2 5.1.2 输入输出信息种类输入输出信息种类输
2、入输出信息种类输入输出信息种类计计计计算算算算机机机机与与与与输输输输入入入入输输输输出出出出设设设设备备备备之之之之间间间间交交交交换换换换信信信信息息息息,有有有有三三三三种种种种信息形式:数据信息、控制信息和状态信息。信息形式:数据信息、控制信息和状态信息。信息形式:数据信息、控制信息和状态信息。信息形式:数据信息、控制信息和状态信息。5.1.3 5.1.3 输入输出设备与输入输出设备与输入输出设备与输入输出设备与CPUCPU的连接的连接的连接的连接计计计计算算算算机机机机的的的的CPUCPU与与与与外外外外设设设设,并并并并不不不不直直直直接接接接相相相相连连连连,而而而而是是是是通通
3、通通过过过过接口电路进行连接。它们的连接关系如图接口电路进行连接。它们的连接关系如图接口电路进行连接。它们的连接关系如图接口电路进行连接。它们的连接关系如图5-15-1所示。所示。所示。所示。1 1、锁存功能、锁存功能、锁存功能、锁存功能接口电路用数据锁存器,解决双方速度匹配问题。接口电路用数据锁存器,解决双方速度匹配问题。接口电路用数据锁存器,解决双方速度匹配问题。接口电路用数据锁存器,解决双方速度匹配问题。2 2、隔离作用、隔离作用、隔离作用、隔离作用CPUCPU既既既既可可可可以以以以与与与与存存存存储储储储器器器器交交交交换换换换数数数数据据据据,也也也也可可可可以以以以与与与与任任任
4、任一一一一外外外外设设设设交交交交换换换换数数数数据据据据。但但但但任任任任一一一一时时时时刻刻刻刻,只只只只能能能能与与与与其其其其中中中中的的的的一一一一个个个个设设设设备备备备交交交交换数据。换数据。换数据。换数据。3 3、变换作用、变换作用、变换作用、变换作用当外设的电平幅度不符合计算机的要求时,需要当外设的电平幅度不符合计算机的要求时,需要当外设的电平幅度不符合计算机的要求时,需要当外设的电平幅度不符合计算机的要求时,需要接口电路进行电平转换。接口电路进行电平转换。接口电路进行电平转换。接口电路进行电平转换。4 4、联络作用、联络作用、联络作用、联络作用只有在外设准备就绪时,才能与只
5、有在外设准备就绪时,才能与只有在外设准备就绪时,才能与只有在外设准备就绪时,才能与CPUCPU交换数据,交换数据,交换数据,交换数据,既可避免出错,又可提高既可避免出错,又可提高既可避免出错,又可提高既可避免出错,又可提高CPUCPU的工作效率。外设准备的工作效率。外设准备的工作效率。外设准备的工作效率。外设准备就绪状态,通过接口电路与计算机进行联系。因此,就绪状态,通过接口电路与计算机进行联系。因此,就绪状态,通过接口电路与计算机进行联系。因此,就绪状态,通过接口电路与计算机进行联系。因此,接口电路必需具有联络作用。接口电路必需具有联络作用。接口电路必需具有联络作用。接口电路必需具有联络作用
6、。5.1.4 CPU5.1.4 CPU对外设的两种编址方式对外设的两种编址方式对外设的两种编址方式对外设的两种编址方式1 1、端口与主存储器单元统一编址、端口与主存储器单元统一编址、端口与主存储器单元统一编址、端口与主存储器单元统一编址统一编址,把主存储器的一部分地址空间分给端统一编址,把主存储器的一部分地址空间分给端统一编址,把主存储器的一部分地址空间分给端统一编址,把主存储器的一部分地址空间分给端口,把每一个端口作为一个存储单元。口,把每一个端口作为一个存储单元。口,把每一个端口作为一个存储单元。口,把每一个端口作为一个存储单元。2 2、端口单独编址、端口单独编址、端口单独编址、端口单独编
7、址对端口单独编址时,端口不占主存地址空间,但对端口单独编址时,端口不占主存地址空间,但对端口单独编址时,端口不占主存地址空间,但对端口单独编址时,端口不占主存地址空间,但必需设置专门的输入输出指令访问端口。必需设置专门的输入输出指令访问端口。必需设置专门的输入输出指令访问端口。必需设置专门的输入输出指令访问端口。5.1.5 CPU5.1.5 CPU与外设之间的数据传送方式与外设之间的数据传送方式与外设之间的数据传送方式与外设之间的数据传送方式CPUCPU与外设之间的数据传送方式通常有以下与外设之间的数据传送方式通常有以下与外设之间的数据传送方式通常有以下与外设之间的数据传送方式通常有以下3 3
8、种方种方种方种方式:无条件传送方式、查询方式和中断方式。式:无条件传送方式、查询方式和中断方式。式:无条件传送方式、查询方式和中断方式。式:无条件传送方式、查询方式和中断方式。1 1、无条件传送方式、无条件传送方式、无条件传送方式、无条件传送方式2 2、查询传送方式、查询传送方式、查询传送方式、查询传送方式3 3、中断传送方式中断传送方式中断传送方式中断传送方式5.2 中断的概念中断的概念5.2.1 5.2.1 中断的定义中断的定义中断的定义中断的定义所所所所谓谓谓谓中中中中断断断断,是是是是指指指指CPUCPU正正正正在在在在处处处处理理理理某某某某些些些些事事事事务务务务的的的的时时时时候
9、候候候,外外外外部部部部又又又又发发发发生生生生了了了了某某某某一一一一事事事事件件件件,请请请请求求求求CPUCPU及及及及时时时时处处处处理理理理。于于于于是是是是,CPUCPU暂暂暂暂时时时时中中中中断断断断当当当当前前前前的的的的工工工工作作作作,转转转转而而而而处处处处理理理理所所所所发发发发生生生生的的的的事事事事件件件件。处处处处理理理理完完完完毕毕毕毕,再再再再回回回回到到到到原原原原来来来来被被被被中中中中断断断断的的的的地地地地方方方方,继继继继续续续续原原原原来来来来的的的的工工工工作。这样的过程,称为中断。作。这样的过程,称为中断。作。这样的过程,称为中断。作。这样的过
10、程,称为中断。5.2.2 为什么要使用中断为什么要使用中断5.2.3 中断的嵌套中断的嵌套5.3 MCS-51单片机的中断系统单片机的中断系统MCS-51MCS-51单单单单片片片片机机机机有有有有5 5个个个个中中中中断断断断源源源源,两两两两个个个个优优优优先先先先级级级级,可可可可以以以以实现两级中断嵌套。实现两级中断嵌套。实现两级中断嵌套。实现两级中断嵌套。5.3.1 5.3.1 中断系统的内部结构中断系统的内部结构中断系统的内部结构中断系统的内部结构MCS-51MCS-51单片机中断系统的结构,如图单片机中断系统的结构,如图单片机中断系统的结构,如图单片机中断系统的结构,如图5-55
11、-5所示。所示。所示。所示。1 1、中断源、中断源、中断源、中断源 (1)(1)外部中断源外部中断源外部中断源外部中断源外外外外部部部部中中中中断断断断源源源源INT0INT0、INT1INT1是是是是由由由由外外外外部部部部输输输输入入入入的的的的两两两两个个个个中中中中断断断断源源源源。这这这这两两两两个个个个外外外外部部部部中中中中断断断断请请请请求求求求源源源源,直直直直接接接接触触触触发发发发寄寄寄寄存存存存器器器器TCONTCON的的的的IE0IE0、IE1IE1,产产产产生生生生中中中中断断断断标标标标志志志志。触触触触发发发发方方方方式式式式有有有有两两两两种种种种,一一一一种
12、种种种是是是是脉脉脉脉冲冲冲冲触触触触发发发发,一一一一种种种种是是是是电电电电平平平平触触触触发发发发。外外外外部部部部中中中中断断断断源源源源的的的的触触触触发发发发方方方方式式式式由由由由TCONTCON寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中的的的的IT0IT0、IT1IT1来来来来决决决决定定定定。下下下下面面面面介介介介绍绍绍绍TCONTCON寄寄寄寄存存存存器器器器中中中中的的的的IE0IE0、IT0IT0、IE1IE1、IT1IT1。TCONTCON中中中中的的的的位格式如下:位格式如下:位格式如下:位格式如下:IE0IE0:为为为为外外外外部部部部中中中中断断断断INT0INT0的的
13、的的请请请请求求求求标标标标志志志志位位位位。当当当当INT0INT0引引引引脚脚脚脚上上上上出出出出现现现现中中中中断断断断请请请请求求求求信信信信号号号号(低低低低电电电电平平平平或或或或脉脉脉脉冲冲冲冲下下下下降降降降沿沿沿沿)时时时时,硬件自动将硬件自动将硬件自动将硬件自动将IE0IE0置置置置“1”“1”,产生中断请求标志。,产生中断请求标志。,产生中断请求标志。,产生中断请求标志。IT0IT0:外外外外部部部部中中中中断断断断INT0INT0触触触触发发发发方方方方式式式式控控控控制制制制位位位位。由由由由软软软软件件件件来来来来置置置置“1”“1”或清或清或清或清“0”“0”,以
14、控制外部中断,以控制外部中断,以控制外部中断,以控制外部中断INT0INT0的触发方式。的触发方式。的触发方式。的触发方式。当当当当IT0=1 IT0=1 时时时时,外外外外部部部部中中中中断断断断INT0INT0为为为为下下下下降降降降沿沿沿沿触触触触发发发发。即即即即外外外外部中断部中断部中断部中断INT0INT0出现下降沿时,触发出现下降沿时,触发出现下降沿时,触发出现下降沿时,触发IE0IE0,使其为,使其为,使其为,使其为“1”“1”;当当当当IT0=0IT0=0时时时时,外外外外部部部部中中中中断断断断INT0INT0为为为为电电电电平平平平触触触触发发发发。即即即即外外外外部部部
15、部中中中中断断断断INT0INT0出现低电平时,触发出现低电平时,触发出现低电平时,触发出现低电平时,触发IE0IE0,使其为,使其为,使其为,使其为“0”“0”。IE1IE1:为为为为外外外外部部部部中中中中断断断断INT1INT1的的的的请请请请求求求求标标标标志志志志位位位位。功功功功能能能能与与与与IE0IE0相同。相同。相同。相同。IT1IT1:外外外外部部部部中中中中断断断断INT1INT1触触触触发发发发方方方方式式式式控控控控制制制制位位位位。功功功功能能能能与与与与IT0IT0相同。相同。相同。相同。(2)(2)内部中断源内部中断源内部中断源内部中断源内部中断源有定时器内部中
16、断源有定时器内部中断源有定时器内部中断源有定时器T0T0和和和和T1T1溢出中断源,以及串溢出中断源,以及串溢出中断源,以及串溢出中断源,以及串行口发送接收中断源。行口发送接收中断源。行口发送接收中断源。行口发送接收中断源。MCS-51MCS-51内部有内部有内部有内部有2 2个定时器个定时器个定时器个定时器计数器,我们分别称它们为定时器计数器,我们分别称它们为定时器计数器,我们分别称它们为定时器计数器,我们分别称它们为定时器T0T0和定时器和定时器和定时器和定时器T1T1,定,定,定,定时器时器时器时器T0T0和和和和T1T1内部都有各自的计数器。当计数器计满溢内部都有各自的计数器。当计数器
17、计满溢内部都有各自的计数器。当计数器计满溢内部都有各自的计数器。当计数器计满溢出时,分别产生溢出中断,使各自的中断标志位出时,分别产生溢出中断,使各自的中断标志位出时,分别产生溢出中断,使各自的中断标志位出时,分别产生溢出中断,使各自的中断标志位TF0TF0、TF1TF1置置置置“1”“1”,产生中断请求标志。,产生中断请求标志。,产生中断请求标志。,产生中断请求标志。TF0TF0和和和和TF1TF1为为为为TCONTCON寄存器中的寄存器中的寄存器中的寄存器中的2 2位。位。位。位。TF0TF0:定时器:定时器:定时器:定时器T0T0的溢出中断标志位。的溢出中断标志位。的溢出中断标志位。的溢
18、出中断标志位。TF1TF1:定时器:定时器:定时器:定时器T1T1的溢出中断标志位。的溢出中断标志位。的溢出中断标志位。的溢出中断标志位。另一个内部中断源为串行口发送接收中断源。另一个内部中断源为串行口发送接收中断源。另一个内部中断源为串行口发送接收中断源。另一个内部中断源为串行口发送接收中断源。其中断标志位占用其中断标志位占用其中断标志位占用其中断标志位占用SCONSCON寄存器中的寄存器中的寄存器中的寄存器中的2 2位,它们是发送位,它们是发送位,它们是发送位,它们是发送中断请求标志中断请求标志中断请求标志中断请求标志TITI和接收中断请求标志和接收中断请求标志和接收中断请求标志和接收中断
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