MCS-51单片机的中断系统.ppt

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1、微机原理及应用微机原理及应用第第4章章 MCS-51单片机单片机的中断系统的中断系统4.1 中断的概念 中断是指在CPU正在处理某项事务的时候，如果外界或内部发生了紧急事件，要求CPU暂停正在运行的工作转而去处理这个紧急事件，待处理完后再回到原来被中断的地方，继续原来被打断了的工作的过程。中断是计算机中一个很重要的概念，中断技术的引入使计算机的发展和应用都大大地推进了一步。可以说：没有中断技术，就没有目前计算机的广泛应用。中中断断服服务务程程序序主主程程序序继继续续主主程程序序响应中断响应中断返回返回低低级级中中断断主主程程序序继继续续主主程程序序中断中断返回返回高高级级中中断断中断中断返回返

2、回4.2 8051中断系统结构及中断控制中断系统结构及中断控制 MCS-51系列单片机有系列单片机有5个中断源和个中断源和其相应的控制寄存器。其相应的控制寄存器。1.中断源中断源 产生中断的请求源叫中断源。产生中断的请求源叫中断源。MCS-51系系列列单单片片机机的的5个个中中断断源源，包包括括2个外部中断源个外部中断源和和3个内部中断源个内部中断源。MCS-51系系列列单单片片机机能能提提供供两两个个中中断断优优先先级级，实现，实现两级中断嵌套两级中断嵌套。振荡器和时序振荡器和时序OSC程序存储器程序存储器4KB ROM数据存储器数据存储器4KB RAM64KB总线总线扩展控制器扩展控制器可

3、编程可编程I/O可编程全双工可编程全双工串行口串行口8051CPU216位位定时器定时器/计数器计数器外时钟源外时钟源内中断内中断外中断外中断控制控制并行口并行口串行通信串行通信外部事件计数外部事件计数1 MCS-51单片机总体构框图 2个外部中断源个外部中断源是是外部中断外部中断0和外部中断和外部中断1，相应的中断请求信号，相应的中断请求信号输入端是输入端是INT0和和INT1。3个内部中断源个内部中断源是是定时器定时器/计数器计数器0溢出中溢出中断，断，定时器定时器/计数器计数器1溢溢出中断，串行口的发送出中断，串行口的发送和接收中断和接收中断(TI和和RI)。外部中断请求有两种触发方式：

4、外部中断请求有两种触发方式：电电平触发平触发和和边沿触发边沿触发。电平触发电平触发边沿触发边沿触发高高低低2.TCON寄存器 TCON是是定定时时器器/计计数数器器0和和1（T0、T1）的的控控制制寄寄存存器器，同同时时也也用用来来锁锁存存T0、T1的的溢溢出出中中断断申申请请标标志志和和外外部部中中断断请请求求标志标志。TCON(88H)D7D6 D5D4 D3D2D1D0TF1TF0TF0IE1 IT1 IE0 IT0定时器定时器/计数器计数器1定时器定时器/计数器计数器0溢出中断请求标溢出中断请求标志志,由硬件置位。由硬件置位。INT1、INT0请求标志，请求标志，由硬件置位。由硬件置位

5、。INT1、INT0触发方式控制位，触发方式控制位，由软件置位或复位。由软件置位或复位。IT1=0时，时，INT1为电平触发，为电平触发，IT1=1为边为边沿触发；沿触发；IT0同理同理(对应对应INT0)。3.SCON寄存器 SCON为串行口控制寄存器，其中的低2位用作串行口中断请求标志。4.在在MCS-51单片机中断系统中，中断的单片机中断系统中，中断的允允许许或或禁止禁止是由片内的中断允许寄存器是由片内的中断允许寄存器IE控制控制的。的。IE(A8H)D7 D6D5 D4D3D2D1D0EAESET1EX1 ET0 EX0CPU中断允许标志位。中断允许标志位。EA=0时，关中断；时，关中

6、断；EA=1时，开中断。时，开中断。串口串口中断允许标志位。中断允许标志位。EA=0时，关串口中断；时，关串口中断；EA=1时，开串口中断。时，开串口中断。T1、T0溢出中断溢出中断允许标志位。允许标志位。ET1=0时，关时，关T1中断；中断；ET1=1时，开时，开T1中断。中断。ET0同理同理(对应对应T0)。外部外部中断允许标志位。中断允许标志位。EX1=0时，关时，关INT1中断；中断；EX1=1时，开时，开INT1中断。中断。EX0同理同理(对应对应INT0)。例：假设允许片内定时器/计数器中断，禁止其他中断，设置相应的IE值。MOV IE,#8AH 或 SETB ET0 SETB E

7、T1 SETB EA5.MCS-51系列单片机的系列单片机的中断优先级控制中断优先级控制是由是由中断优先级寄存器中断优先级寄存器IP控制的。控制的。IP(B8H)D7 D6D5 D4D3D2D1D0PSPT1PX1PT0 PX0串口中断串口中断T1中断中断外部中断外部中断1T0中断中断外部中断外部中断0优先级可以用软件进行设置，单片机复位优先级可以用软件进行设置，单片机复位后，后，IP中的各位均被清中的各位均被清0。例：设8031的片外中断为高优先级，片内中断为低优先级，设置IP相应的值。MOV IP,#05H 或 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT

8、1 MCS-51单片机中断系统应遵循的原则：单片机中断系统应遵循的原则：1、低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之、低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之 则不能。则不能。2、同级的中断请求不能打断已经执行的同级中断。、同级的中断请求不能打断已经执行的同级中断。中断源自然优先级外部中断0最高定时器/计数器0外部中断1定时器/计数器1串行口最低中断响应条件：中断响应条件：必须要有中断请求必须要有中断请求中断源的中断允许位为中断源的中断允许位为1（即（即IE中的总允许位中的总允许位EA1，且，且IE相应的中断允许位为相应的中断允许位为1）无同级或高级中断正在服务无同级或高级中断正在服务

9、现行指令执行完最后一个机器周期。现行指令执行完最后一个机器周期。4.3 中断响应过程中断响应过程 CPU在每个机器周期的S5P2时刻采样各中断源的中断请求信号，并将它锁存在TCON或SCON中的相应位。在下一个机器周期对采样到的中断请求标志进行查询。如果查询到中断请求标志，则按优先级高低进行中断处理，中断系统将通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。4.4 中断响应时间中断响应时间 在不同的情况下CPU响应中断的时间是不同的。以外部中断为例，INT0和INT1引脚的电平在每个机器周期的S5P2时刻经反相锁存到TCON的IE0和IE1标志位，CPU在下一个机器周期才

10、会查询到新置入的IE0和IE1，如果满足响应条件，CPU响应中断时要用两个机器周期执行一条硬件长调用指令“LCALL”，由硬件完成将中断矢量地址装入程序指针PC中，使程序转入中断矢量入口。因此，从产生外部中断到开始执行中断程序至少需要三个完整的机器周期。4.5 中断响应后中断请求的撤除中断响应后中断请求的撤除 中中断断源源提提出出中中断断申申请请，在在CPU响响应应此此中中断断请请求求后后，该该中中断断源源之之中中断断请请求求在在中中断断返返回回之之前前应应当撤除，以免引起重复中断，被再次响应。当撤除，以免引起重复中断，被再次响应。对对于于边边沿沿触触发发的的外外部部中中断断，CPU在在响响应

11、应中中断断后后由由硬硬件件自自动动清清除除相相应应的的中中断断请请求求标标志志IE0和和IE1。对对于于电电平平触触发发的的外外部部中中断断，必必须须外外加加硬硬件件来来撤销中断请求。撤销中断请求。对对于于定定时时器器溢溢出出中中断断，CPU在在响响应应中中断断后后就就由由硬件消除硬件消除了相应的中断请求标志了相应的中断请求标志TF0、TF1。对对于于串串行行口口中中断断，CPU在在响响应应中中断断后后并并不不自自动动清清除除中中断断请请求求标标志志RI或或TI，因因此此必必须须在在中中断断服务程序中服务程序中用用软件软件来来清除清除。中断系统应用举例：外部中断源的扩展INT0装置装置1装置装

12、置2装置装置3装置装置48051P1.4P1.5P1.6P1.7ORG 0003HLJMP INT0INT0:PUSH PSW PUSH ACC JB P1.7,DV1 JB P1.6,DV2 JB P1.5,DV3 JB P1.4,DV4GB:POP ACC POP PSW RETIDV1:AJMP GBDV2:AJMP GBDV3:AJMP GBDV4:AJMP GB 设计一个程序，能够实时显示设计一个程序，能够实时显示INT0引脚上出现的负跳变信号引脚上出现的负跳变信号的累计数。的累计数。主程序：主程序：ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP IP0 ORG

13、 0030HMAIN:MOV SP,#60H SETB IT0 SETB EA SETB EX0 MOV R7,#00H LP:ACALL DISP AJMP LP中断服务子程序：中断服务子程序：IP0:INC R7 RETI中断程序举例：中断程序举例：例：例：X1、X2、X3为为3个个故障输入，当系统故障输入，当系统无无故障故障时，它们全为时，它们全为低低电平，电平，3个灯不亮；当个灯不亮；当某部分出现某部分出现故障故障时，时，其对应的输入端由低其对应的输入端由低电平变为电平变为高高电平，从电平，从而引起单片机中断，而引起单片机中断，并点亮对应的发光二并点亮对应的发光二极管。极管。主程序：主

14、程序：ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP SERVEMAIN:ORL P1,#0FFH ；P1口设初值，灯全灭口设初值，灯全灭 SETB IT0 ；选择边沿触发方式；选择边沿触发方式 SETB EX0 ；允许；允许INT0中断中断 SETB EA ；开；开CPU中断中断 SJMP$；等待中断；等待中断中断服务子程序：中断服务子程序：SERVE:JNB P1.0,L1 ；若；若X1无故障无故障(P1.0=0)，跳到，跳到L1 CLR P1.3 ；点亮；点亮LED1L1:JNB P1.1,L2 ；若；若X2无故障，跳到无故障，跳到L2 CLR P1.4 ；点亮；点亮LED2L2:JNB P1.2,L3 ；若；若X3无故障，跳到无故障，跳到L3 CLR P1.5 ；点亮；点亮LED3L3:RETI