C单片机的中断实用.pptx

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1、中中断断系系统统：包包含含中中断断源源、中中断断方方式式、中中断断控控制制寄寄存存器器、中中断断响响应应和和中中断断请请求求的的撤除。撤除。本章主要内容定定时时/计计数数器器：包包含含定定时时/计计数数器器的的定定时时和和计计数数功功能能 、定定时时/计计数数器器的的控控制制寄寄存存器、工作方式及其应用。器、工作方式及其应用。第1页/共81页 单单片片机机在在某某一一时时刻刻只只能能处处理理一一个个任任务务，当当多多个个任任务务同同时时要要求求单单片片机机处处理理时时，这这一一要要求求应应该该怎怎么么实实现现呢呢？通通过过中中断断可可以实现多个任务的资源共享。以实现多个任务的资源共享。MCS-

2、51的中断系统第2页/共81页看书电话铃响接电话继续看书中断响应中断返回中断请求中断的基本概念第3页/共81页主程序断点执行中断服务（或处理）子程序继续执行程序 中断响应中断返回中断请求中断的基本概念第4页/共81页 所所谓谓的的中中断断就就是是，当当CPUCPU正正在在处处理理某某项项事事务务的的时时候候，如如果果外外界界或或者者内内部部发发生生了了紧紧急急事事件件，要要求求CPUCPU暂暂停停正正在在处处理理工工作作而而去去处处理理这这个个紧紧急急事事件件，待待处处理理完完后后，再再回回到到原原来来中中断断的的地地方方，继继续续执执行行原原来来被中断的程序，这个过程称作中断。被中断的程序，

3、这个过程称作中断。中断的定义第5页/共81页u 实实现现这这种种功功能能的的部部件件称称为为中中断断系系统统（中断机构）。（中断机构）。u 产生中断的请求源称为产生中断的请求源称为中断源中断源。u 中中断断过过程程中中又又有有中中断断发发生生称称为为中中断断嵌嵌套。套。u中断执行的程序称为中断执行的程序称为中断服务子程序。中断服务子程序。第6页/共81页中断功能强弱是计算机性能优劣的重中断功能强弱是计算机性能优劣的重要标志要标志提高提高CPUCPU效率效率 解决速度矛盾解决速度矛盾 实现并行工作实现并行工作 实时处理实时处理 应付突发事件应付突发事件第7页/共81页 中中断断源源是是指指在在计

4、计算算机机系系统统中中向向CPUCPU发出中断请求的来源。发出中断请求的来源。MCS-51的中断系统中断源第8页/共81页80518051单片机有单片机有5 5个中断源：个中断源：外部中断源：外部中断0（INT0）外部中断1（INT1）内部中断源：定时/计数中断0（T0）定时/计数中断1（T1）串行中断第9页/共81页 1.外部中断源 外部中断外部中断0 0（INTINT0 0 ）：）：来自引脚来自引脚P P3.23.2 外部中断外部中断1 1（INTINT1 1 ）：）：来自引脚来自引脚P P3.33.3外部中断请求两种方式：外部中断请求两种方式：u 电平触发方式（低电平有效）电平触发方式（

5、低电平有效）u 下降沿触发方式（脉冲的下降沿有下降沿触发方式（脉冲的下降沿有效，至少要维持一个机器周期）效，至少要维持一个机器周期）第10页/共81页 2.内部中断源定时定时/计数中断计数中断0 0（T T0 0）：）：定时定时/计数计数发生溢出时，产生中断请求。发生溢出时，产生中断请求。定时定时/计数中断计数中断1 1（T1T1）：）：定时定时/计数计数发生溢出时，产生中断请求。发生溢出时，产生中断请求。第11页/共81页 串行中断：串行中断：为完成串行数据传送而设为完成串行数据传送而设置。单片机完成接受或发送一组数据时，置。单片机完成接受或发送一组数据时，产生中断请求。产生中断请求。说明：

6、说明：外部中断源中断请求外部中断源中断请求需设置需设置，而，而 内部中断源中断请求不需设置，内部中断源中断请求不需设置，自动产生自动产生。第12页/共81页 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断标志中断标志CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中断源中断源中断标志位中断标志位 每一个中断源都有相应的中断标志位；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，相应中断标志位置某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1 1。第13页/共81页 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断允许中断允许CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE

7、0TF0IE1TF1TIRI中断源中断源中断标志位中断标志位 EA总中断允许位，总中断允许位，EA=1开放所有中断，开放所有中断，EA=0，禁止所有中断；，禁止所有中断；某一个中断源还有相应的中断允许位，某一个中断源还有相应的中断允许位，1允许相应中断源的中断，允许相应中断源的中断，0禁禁止相应中断源的中断。止相应中断源的中断。中断允许中断允许ESET0EX0EX1ET1EA第14页/共81页 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断优先中断优先级级CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TISI中断源中断源中断标志位中断标志位 单片机中有两个中断优先级，即高优

8、先级中断和低优先级中断，前单片机中有两个中断优先级，即高优先级中断和低优先级中断，前者优先权高于后者（在程序中设置，相应位者优先权高于后者（在程序中设置，相应位=1=1，为高优先级）；，为高优先级）；同一优先级别的中断源按照自然优先级顺序确定优先级别（硬件同一优先级别的中断源按照自然优先级顺序确定优先级别（硬件形成，无法改变）。形成，无法改变）。中断允许中断允许ESET0EX0EX1ET1EA自然优先级自然优先级高低优先控制优先控制PSPT0PX0PX1PT1第15页/共81页 IE0TCONSCONINT0 IT0=0 IT0=1INT1 IT1=0 IT1=1TF0 IE1TF1T0T1T

9、IRITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自自然然优优先先级级矢量地址高高级级中中断断请请求求自自然然优优先先级级矢量地址低低级级中中断断请请求求PX0PT0PX1PT1PSIEIP MCS-51的中断系统结构图中断标志位中断源允许总允许中断优先级第16页/共81页表表 5.1 8051 中中 断断 源源第17页/共81页定时器控制寄存器（定时器控制寄存器（TCONTCON）串行口控制寄存器（串行口控制寄存器（SCONSCON）中断允许控制寄存器（中断允许控制寄存器（IEIE）中断优先级控制寄存器（中断优先级控制寄存器（IPIP）中断控制寄存器（4个）：第18页/共81页 TF1 TF

10、0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONT1溢出中断标志(TCON.7):T1启动计数后，计满溢出由硬件置位TF1=1，向CPU请求中断，此标志一直保持到CPU响应中断后，才由硬件自动清0。也可用软件查询该标志，并由软件清0。765432101.定时器控制寄存器（TCON）第19页/共81页计数溢出标志位的使用有两种情况：u采用中断方式时，作中断请求标志位来使用；u采用查询方式时，作查询状态位来使用。第20页/共81页 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON 88H外部中断INT1中断标志位(TCON.3):IE11，外部中断1向CPU申请中断 外部中断INT1触发方式控制位

11、(TCON.2)：IT1=0，电平触发方式 IT1=1,下降沿触发方式76543210第21页/共81页IE0和IE1外中断请求标志位 当CPU采样到INT0（或INT1）端出现有效中断请求时，IE0（或IE1）位由硬件置“1”。当中断响应完成转向中断服务程序时，由硬件把IE0（或IE1）清零。第22页/共81页返回 TI(SCON.1)串行发送中断标志。RI(SCON.0)串行接收中断标志。TI RISCON 98H76543210注意：该寄存器可以位寻址。2.SCON寄存器第23页/共81页 TI串行口发送中断请求标志位 当发送完一帧串行数据后，由硬件置“1”；在转向中断服务程序后，用软件

12、清“0”。RI串行口接收中断请求标志位 当接收完一帧串行数据后，由硬件置“1”；在转向中断服务程序后，用软件清“0”。串行中断请求由TI和RI的逻辑或得到。其中与中断有关的控制位共2位：第24页/共81页 IE A8H EA ESET1EX1 ET0EX0例：允许定时器例：允许定时器T0中断：中断：SETB EA SETB ET0 或或 MOV IE，#82H76543210（3）中断允许寄存器IE第25页/共81页（4）中断优先级控制寄存器（IP）MCS-51MCS-51有两个优先级有两个优先级,1,1为高为高,0,0为低为低字节地址字节地址:B8HB8H位地址：位地址：0BFH0BFH0B

13、8H0B8H第26页/共81页 51 51单片机有两个中断优先级单片机有两个中断优先级高级和低级高级和低级 专用寄存器专用寄存器IPIP为中断优先级寄存器，用户可为中断优先级寄存器，用户可用软件设定用软件设定 相应位为相应位为1 1，对应的中断源被设置为，对应的中断源被设置为高优先级高优先级，相应位为相应位为0 0，对应的中断源被设置为低优先级，对应的中断源被设置为低优先级 系统复位时，均为低优先级系统复位时，均为低优先级 PSPT1PX1PT0PX0 IP B8H 76543210第27页/共81页对同时发生多个中断申请时：对同时发生多个中断申请时：不同优先级的中断同时申请不同优先级的中断同

14、时申请(很难遇到很难遇到)先高后低先高后低相同优先级的中断同时申请相同优先级的中断同时申请(很难遇到很难遇到)按序执行按序执行正处理低优先级中断又接到高级别中断正处理低优先级中断又接到高级别中断 高打断低高打断低正处理高优先级中断又接到低级别中断正处理高优先级中断又接到低级别中断 高不理低高不理低中断优先级处理原则中断优先级处理原则第28页/共81页自然优先级:INT0 高T0INT1T1RI/TI 低CPU正在执行正在执行低中断源低中断源高中断源高中断源RETIRETI第29页/共81页中断控制寄存器汇总第30页/共81页 例例如如,某某软软件件中中对对寄寄存存器器IEIE、IPIP设设置置

15、如下如下:MOV IE,#00HMOV IE,#00H MOV IE,MOV IE,8FH8FH(10001111B)(10001111B)MOV IP,MOV IP,06H06H(00000110B)(00000110B)SETB SETB EA;EA;SETB SETB EX0;SETB EX0;SETB ET0;SETB ET0;SETB EX1;SETB ET1;CLR ESEX1;SETB ET1;CLR ES中断设计举例第31页/共81页则此时该系统中则此时该系统中:uCPUCPU中断允许中断允许;u允允许许外外部部中中断断0 0、外外部部中中断断1 1、定定时时器器 /计计数数器

16、器0 0、定定时时器器/计计数数器器1 1提提出出的的中中断断申请申请;u允允 许许 中中 断断 源源 的的 中中 断断 优优 先先 次次 序序 为为:定定时时器器/计计数数器器00外外部部中中断断11外外部部中中断断00定时器定时器/计数器计数器1 1。第32页/共81页在在中中断断服服务务程程序序编编程程时时,首首先先要要对对中中断断系系统统进进行行初初始始化化,也也就就是是对对几几个个特特殊殊功能寄存器的有关控制位进行赋值。功能寄存器的有关控制位进行赋值。初始化的内容包括：初始化的内容包括：(1)(1)开总中断和相应中断源的中断开总中断和相应中断源的中断 (2)(2)设置所用中断源的优先

17、级设置所用中断源的优先级;(3)(3)若是外部中断若是外部中断,则应规定是低电平触发还是下降沿触发。则应规定是低电平触发还是下降沿触发。中断初始化第33页/共81页例例1：若若规规定定外外部部中中断断1为为电电平平触触发发方方式式,高高优优先先级级,试试写写出出有有关关的的初初始始化化程程序。序。SETB EA ;开中断开中断 SETB EX1 ;允许外中断允许外中断1中断中断 SETB PX1 ;外外中中断断1定定为为高高优优先先级级 CLR IT1 ;电平触发电平触发第34页/共81页例2：使用外部中断0（INT0）和外部中断1（INT1），INT1为高优先级，电平触发方式，INT0为低优

18、先级，下降沿触发方式。则初始化程序如下：MOV IP,#04HMOV TCON,#01HMOV IE,#85H 第35页/共81页MOV IP,#04HMOV TCON,#01HSETB EASETB EX0SETB EX1 或使用位操作指令如下：第36页/共81页中断处理过程中断处理过程中断处理过程分为三个阶段：中断处理过程分为三个阶段：中断响应、中中断响应、中断处理和中断返回。断处理和中断返回。v 中断响应中断响应v 中断处理中断处理(又称中断服务又称中断服务)v 中断返回中断返回v 中断请求的撤除中断请求的撤除 中断响应中断返回第37页/共81页中断响应条件中断响应条件:有中断源发出中断

19、请求。中断总允许位EA=1。申请中断的中断源允许。满足以上基本条件，CPU一般会响应中断。第38页/共81页a aCPUCPU正在响应同级或高优先级的中断。正在响应同级或高优先级的中断。b b当前指令未执行完。当前指令未执行完。c c正在执行正在执行RETIRETI中断返回指令或访问专用寄中断返回指令或访问专用寄存器存器IEIE和和IPIP的指令。的指令。但若有下列任何一种情况存在，则中断响应会受到阻断。第39页/共81页一、中断响应过程 CPU CPU在每个机器周期的在每个机器周期的S5P2S5P2期间期间采样中断请求信号。采样中断请求信号。1.1.采样：采样：如果有中断请求，将中断请求信如

20、果有中断请求，将中断请求信号锁定到相应的请求标志位（号锁定到相应的请求标志位（TCONTCON中）中）。2.2.锁定：锁定：TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0第40页/共81页 在在S6P2S6P2状态按一定的顺序（状态按一定的顺序（INT0INT0、T0T0、INT1INT1、T1T1、RI/TIRI/TI）查询请求）查询请求标志，并将有效的中断请求按优先级标志，并将有效的中断请求按优先级次序排好。次序排好。3.3.查询：查询：如果查询到某标志位为如果查询到某标志位为“1 1”（在（在TCONTCON中），硬件自动产生一条中），硬件自动产生一条LCALLLCALL指令，转到相应的

21、中断入口地指令，转到相应的中断入口地址（也称中断向量或中断矢量）。址（也称中断向量或中断矢量）。4.4.产生产生LCALLLCALL指令：指令：第41页/共81页程序存储器程序存储器ROMROM0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H)0023H：串行口中断入口0003H：外部中断0入口000BH：定时器0溢出中断入口0013H：外部中断1入口001BH：定时器1溢出中断入口002AH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子程序起始地址上去！第42页/共81页中断源 入口地址INT0 0003HT0 000BHINT1 0013HT1 001B

22、HRI/TI 0023H特别注意：特别注意：这些工作是硬件自动完成的！这些工作是硬件自动完成的！第43页/共81页 如：如：ORG 0003HLJMPINTT0INTT0:中断服务子程序中断服务子程序 RETI5.5.中断入口地址安排跳转指令：中断入口地址安排跳转指令：第44页/共81页二、中断处理二、中断处理中断服务程序从中断子程序中断服务程序从中断子程序入入口地址口地址开始执行，直到返回指开始执行，直到返回指令令RETI为止，这个过程称为为止，这个过程称为中中断处理断处理(或中断服务或中断服务)。中断服务子程序一般包括两部中断服务子程序一般包括两部分内容，分内容，一是一是保护和恢复现场保护

23、和恢复现场，二是二是处理中断源的请求处理中断源的请求。中断响应入口地址RETI第45页/共81页中断处理中断处理INTT0:PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW 中断源服务 POP PSW POP DPL POP DPH POP ACC RETI保护现场恢复现场第46页/共81页三、中断返回 中断返回是指中断服中断返回是指中断服务完后，计算机返回到务完后，计算机返回到原来暂停的位置原来暂停的位置(即断点即断点)，继续执行原来的程序。，继续执行原来的程序。中断返回由专门的中中断返回由专门的中断返回指令断返回指令RETIRETI来实现。来实现。中断响应中断返回第4

24、7页/共81页 RETI RETI指令功能：把断指令功能：把断点地址取出，送回到程点地址取出，送回到程序计数器序计数器PCPC中去。另外，中去。另外，它还通知中断系统已完它还通知中断系统已完成中断处理，将清除优成中断处理，将清除优先级状态触发器。先级状态触发器。特别注意：特别注意：不能用不能用RETRET指令代替指令代替RETIRETI指令指令！中断响应中断返回第48页/共81页程序存储器程序存储器ROMROM0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H)0023H：串行口中断入口0003H：外部中断0入口000BH：定时器0溢出中断入口0013H：外部中断1入口001BH：定时器1溢

25、出中断入口002AH包含T0中断服务子程序的程序结构：ORG 0000HORG 0000HAJMP MAINORG 000BHORG 000BHAJMP INTT0ORG 0100HORG 0100HMAIN:.INTT0:.RETI ENDAJMP MAINAJMP INTT0第49页/共81页 中断请求的撤销外中断包括：外中断包括：边沿触发方式边沿触发方式 和电平触发方式和电平触发方式 一、外部中断的撤销一、外部中断的撤销1.边沿触发方式边沿触发方式（自动撤销）自动撤销）中断响应完由硬件自动将中断标志位（中断响应完由硬件自动将中断标志位（IE0或或IE1）清）清0。第50页/共81页电平触

26、发外部中断撤除方法较复杂。因为在电平触发方式中，CPU响应中断时不会自动清除IE1或IE0标志，所以在响应中断后应立即撤除INT0或INT1引脚上的低电平。在硬件上，CPU对INT0和INT1引脚的信号不能控制，所以这个问题要通过硬件，再配合软件来解决。2.电平触发方式第51页/共81页图 撤除外部中断请求的电路第52页/共81页当CPU响应中断后，可在中断服务程序中采用两条指令：CLR P1.0 SETB P1.0（或 ANL P1，#0FEH ORLP1，#01H）来撤除外部中断请求。第53页/共81页即：即：定时中断标志位（定时中断标志位（TFTF0 0或或TFTF1 1 ）清）清0 0

27、 （中断响应完由硬件自动清中断响应完由硬件自动清0 0。）二、定时中断的撤销（自动撤销）二、定时中断的撤销（自动撤销）第54页/共81页即：即：串行中断标志位（串行中断标志位（TITI或或RI RI）清）清0 0。三、串行中断的撤销三、串行中断的撤销 中断响应后，还需测试这两个标志位的状中断响应后，还需测试这两个标志位的状态，以判定是接收操作还是发送操作，然后态，以判定是接收操作还是发送操作，然后才能清除。才能清除。串行中断请求的撤销串行中断请求的撤销使用使用软件软件方法方法，在中，在中断服务子程序中进行。断服务子程序中进行。第55页/共81页在在中中断断服服务务程程序序编编程程时时,首首先先

28、要要对对中中断断系系统统进进行行初初始始化化,也也就就是是对对几几个个特殊功能寄存器的有关控制位进行赋值。具体来说特殊功能寄存器的有关控制位进行赋值。具体来说,就是要完成下列工作：就是要完成下列工作：(1)(1)开中断和允许中断源中断开中断和允许中断源中断 (2)(2)确定各中断源的优先级确定各中断源的优先级;(3)(3)若是外部中断若是外部中断,则应规定是电平触发还是边沿触发。则应规定是电平触发还是边沿触发。中断程序举例第56页/共81页 例1：若规定外部中断1为边沿触发方式,在中断服务程序中将寄存器B的内容左环移一位。试编写主程序与中断服务程序。ORG 0000H LJMP MAIN OR

29、G 0013HLJMP INTT1;中断服务程序转至INTT1处 第57页/共81页MAIN:SETB EA ;开中断 SETB EX1 ;允许外中断1中断 SETB IT1 ;边沿触发 MOV B,0FEH;设B的初值 SJMP$;暂停等待中断INTT1:MOV A,B ;AB RL A ;左环移一位 MOV B,A ;回送 (MOV P1，A);输出到P1口 RETI ;中断返回第58页/共81页此例的实际意义：在此例的实际意义：在INT1INT1引脚接一个脉引脚接一个脉冲按钮，每按一下按钮就申请一次中断，冲按钮，每按一下按钮就申请一次中断，中断服务则是：依次点亮八盏灯中的一中断服务则是：

30、依次点亮八盏灯中的一盏。盏。P1.0P1.0P1.7P1.7INT1INT1300 第59页/共81页 ORG0000H AJMP MAINORG 0003H LJMP INTT0ORG 0013H LJMP INTT1 例2:当外中断0响应时，由P1.2口输出点亮灯,当外中断1响应时，由P1.2口输出熄灭灯。第60页/共81页ORG0030HMAIN:SETBEASETBEX0 SETB EX1SETBIT0SETB IT1 SJMP$第61页/共81页INTT0:CLR P1.2 RETIINTT1:SETB P1.2 RETI END第62页/共81页 ORG0000H AJMP MAI

31、NORG 0003H LJMP INTT0ORG 0013H LJMP INTT1 例3:无中断时，灯全亮，当外中断0响应时，低四位灯亮,当外中断1响应时，高四位灯亮。第63页/共81页ORG 0030HMAIN:MOVSP,#60H MOVP1,#00HSETBEASETBEX0 SETB EX1SETBIT0SETB IT1 SJMP$第64页/共81页INTT0:PUSH P1MOV P1,#0F0HPOP P1 RETIINTT1:PUSH P1 MOV P1,#0FH POP P1 RETI END第65页/共81页1.无中断时，灯循环亮，当外中断0响应时，低四位灯亮,当外中断1响应

32、时，高四位灯亮。思考:第66页/共81页 ORG0000H AJMP MAINORG 0003H LJMP INTT0ORG 0013H LJMP INTT1 第67页/共81页ORG0100HMAIN:MOVP1,#FEHMOVR7,#07HMOVSP,#60HLOOP:MOV A,P1 RL A MOV P1,ADJNZ R7,LOOP第68页/共81页SETBIT0SETBEASETBEX0 SETB EX1SJMP$第69页/共81页ORG 1000HINTT0:PUSH P1MOV P1,#0F0HACALL DELAY POP P1 RETI第70页/共81页INTT1:PUSH

33、P1 MOV P1,#0FH ACALL DELAYPOP P1 RETI END注明:DELAY为延时程序。第71页/共81页2.无中断时，奇偶灯每隔1S交替闪烁亮，当外中断0响应时，低四位灯亮,当外中断1响应时，高四位灯亮。思考:第72页/共81页3.无中断时，灯全亮，当外中断0响应时，灯左移亮,当外中断1响应时，灯右移亮。（设初值为7FH）思考:第73页/共81页 ORG0000H AJMP MAINORG 0003H LJMP INTT0ORG 0013H LJMP INTT1 第74页/共81页ORG 0100HMAIN:MOVSP,#60H MOV R7,#7FHMOVR6,#7F

34、HSETBIT0SETBEASETBEX0 SETB EX1LP:MOVP1,#00HSJMPLP第75页/共81页ORG 1000HINTT0:PUSH P1LOOP:MOV A,R6 RL A MOV R6,A MOV P1,R6 POP P1 RETI第76页/共81页ORG 2000HINTT1:PUSH P1LOOP:MOV A,R7 RR A MOV R7,A MOV P1,R7 POP P1 RETI END第77页/共81页1.无中断时，灯全亮，当外中断0响应时，灯每隔1S左移循环亮,当外中断1响应时，灯每隔1S右移循环亮。实验:第78页/共81页补充：外部中断源扩展补充：外部中断源扩展第79页/共81页INT1服务程序:INT1:PUSH PSW PUSH ACC JNB P1.0,PIT0 JNB P1.1,PIT1 JNB P1.2,PIT2INTR:POP ACC POP PSW RETIPIT0:AJMP INTRPIT1:AJMP INTRPIT2:AJMP INTR第80页/共81页感谢您的欣赏！第81页/共81页