单片机 第五章 单片机的中断系统精.ppt
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1、单片机 第五章 单片机的中断系统第1页,本讲稿共26页第一节第一节中断的基本中断的基本概念概念1.中断概念中断概念:CPU在正常运行程序时,由于在正常运行程序时,由于CPU以外某一事件的发生,引以外某一事件的发生,引起起CPU暂停正在运行的程序,而转到为该事件的发生预先安排好的服暂停正在运行的程序,而转到为该事件的发生预先安排好的服务程序中去执行。务程序中去执行。主主程程序序断点断点PCXRETI中中断断服服务务程程序序继继续续执执行行主主程程序序中中断断响响应应返返回回主主程程序序PCPC中断入口地址中断入口地址中断流程示意图中断流程示意图中断源中断源入口地址入口地址外部中断外部中断0000
2、3H定时器定时器T0中断中断000BH外部中断外部中断10013H定时器定时器T1中断中断001BH串行口中断串行口中断0023H第2页,本讲稿共26页2、中断源中断源(可由硬件或软件引起可由硬件或软件引起):引起中断的事件:引起中断的事件MSC51具有多个中断源,具有多个中断源,51子系列有子系列有5个个中断源,中断源,2个外部中断,个外部中断,2个定时中断和个定时中断和1个串个串行中断。行中断。(A).外中断:外部信号引起,共外中断:外部信号引起,共2个。个。即:即:外部中断外部中断“0”,中断请求信号由引脚,中断请求信号由引脚INT0(P3.2)引入;引入;外部中断外部中断“1”,中断请
3、求信号由引脚,中断请求信号由引脚INT1(P3.3)引入。引入。外部中断请求有两种信号形式:外部中断请求有两种信号形式:低低电平触发方式电平触发方式和和负跳脉冲触发方式:负跳脉冲触发方式:(B).定时器定时器/计数器中断:内部计数器计数溢出,溢出标志位计数器中断:内部计数器计数溢出,溢出标志位TFX作为单片机接受中断请求标志。作为单片机接受中断请求标志。信号来源:内部(定时)和外部(计数)。信号来源:内部(定时)和外部(计数)。(C).串行中断:串行数据传送(发送和接收)的需要而设置。串行中断:串行数据传送(发送和接收)的需要而设置。负跳脉冲触发方式:负跳信号有效,即负跳脉冲触发方式:负跳信号
4、有效,即CPU在连续两个周期对引入端在连续两个周期对引入端INTX采样,如果前周期为高电平,采样,如果前周期为高电平,后一周期为低电平,则为有效的负跳脉冲触发方式的外中断申请。后一周期为低电平,则为有效的负跳脉冲触发方式的外中断申请。低低电平触发方式:低电平有效,只要电平触发方式:低电平有效,只要CPU在每机器周期在每机器周期S5P2期间从引入端期间从引入端INTX采采样到样到低电平,就进入外中断。低电平,就进入外中断。第3页,本讲稿共26页IE-中断允许控制寄存器,中断允许控制寄存器,TCON-定时控制寄存器,定时控制寄存器,SCON-串行口控制寄存器。串行口控制寄存器。IP-中断优先级控制
5、寄存器,中断优先级控制寄存器,第二节第二节 MCS-51单片机的中断系统单片机的中断系统与中断控制有关的控制寄存器有四个:与中断控制有关的控制寄存器有四个:第4页,本讲稿共26页IE0AFH0AEH0ADH0ACH0ABH0AAH0A9H0A8HEA/ESET1EX1ET0EX01.中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器IE用户软件设置用户软件设置寄存器地址为寄存器地址为A8H(2)EX0(EXl):外部中断允许控制位(:外部中断允许控制位(INT0、INT1)EX0(EXl)0禁止外中断禁止外中断EX0(EXl)l允许外中断允许外中断(1)EA:中断允许总控制位。:中断允许总控制位。EA0中断
6、总禁止,禁止所有中断,即不响应任何中断请求。中断总禁止,禁止所有中断,即不响应任何中断请求。EA1中断总允许,总允许后中断的禁止或允许由各中断源的中断允许中断总允许,总允许后中断的禁止或允许由各中断源的中断允许控制位进行设置。控制位进行设置。通过设置相关寄存器,达到控制中断工作的目的通过设置相关寄存器,达到控制中断工作的目的一、中断控制寄存器一、中断控制寄存器第5页,本讲稿共26页(4)ES:串行中断允许控制位:串行中断允许控制位ES0禁止串行中断禁止串行中断ES1允许串行中断允许串行中断结论:结论:MCS51通过中断允许控制寄存器对中断的允许实行通过中断允许控制寄存器对中断的允许实行两级控制
7、两级控制。以以EA位作为总控制位,位作为总控制位,以各中断源的中断允许位作为分控制位。以各中断源的中断允许位作为分控制位。MCS51单片机复位后单片机复位后(1E)00H,因此中断系统处于禁止状态。,因此中断系统处于禁止状态。单片机在中断响应后不会自动关闭中断。因此在转中断服务程序后,应使用有关指令禁止单片机在中断响应后不会自动关闭中断。因此在转中断服务程序后,应使用有关指令禁止中断,即以软件方式关闭中断。中断,即以软件方式关闭中断。(3)ET0(ETl):定时计数中断允许控制位(:定时计数中断允许控制位(T0、T1)ET0(ETl)0禁止定时禁止定时(或计数或计数)中断中断ET0(ETl)1
8、允许定时允许定时(或计数或计数)中断中断第6页,本讲稿共26页2.定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCON寄存器地址为寄存器地址为88HTCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0(2)IT0、IT1:外中断请求触发方式控制位。:外中断请求触发方式控制位。用户软件设置用户软件设置ITX0低低电平触发方式电平触发方式ITX1负跳脉冲触发方式负跳脉冲触发方式(1)IE0、IE1:外部中断请求标志。:外部中断请求标志。硬件自动设置硬件自动设置CPU采样到采样到INTX端有效的中断请求后,端有效的中断请求后,IEX位由硬件自动置位由硬件自动置
9、“1”。在中断响。在中断响 应期应期间(要转向中断服务程序时),由硬件自动清零。间(要转向中断服务程序时),由硬件自动清零。至少至少2个机器周期个机器周期 至少至少1个机器周期个机器周期第7页,本讲稿共26页(3)TF0、TF1:定时器溢出中断请求标志位,相应溢出标志位:定时器溢出中断请求标志位,相应溢出标志位TFX由硬件置由硬件置“1”。两种使用方式:两种使用方式:a.软件查询时,作为溢出标志位,查询软件查询时,作为溢出标志位,查询有效后,有效后,用户软件清零。用户软件清零。b.中断方式时,作为中断请求标志位,为中断方式时,作为中断请求标志位,为“1”时,自动转向中断服时,自动转向中断服务程
10、序,再由务程序,再由硬件自动清零硬件自动清零。LOOP:JBCTF0,NEXTSJMPLOOP3.串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON(其中只有两位与中断有关)(其中只有两位与中断有关)寄存器地址为寄存器地址为98HSCON9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI(4)TR0、TR1:下一章讲定时器下一章讲定时器/计数器时再讲计数器时再讲(1)TI:串行口发送中断标志位。当:串行口发送中断标志位。当CPU将一个数据写入发送缓冲器时,就启动发送将一个数据写入发送缓冲器时,就启动发送 当最后一个数据位发送完后,当最后一个数据位发送完后,TI由
11、硬件自动置位,并向由硬件自动置位,并向CPU发中断申请。进行中发中断申请。进行中 断服务程序时,断服务程序时,TI要由软件清要由软件清0。软件查询时,。软件查询时,TI可作为状态位使用。可作为状态位使用。(2)RI:串行口接收中断标志位。当:串行口接收中断标志位。当CPU接收数据时,当接收到最后一个数据位后,接收数据时,当接收到最后一个数据位后,RI由硬件自动置位,并向由硬件自动置位,并向CPU发中断申请。进行中断服务程序时,发中断申请。进行中断服务程序时,RI要由软件清要由软件清0。软件查询时,软件查询时,RI可作为状态位使用。可作为状态位使用。第8页,本讲稿共26页4.中断优先级控制寄存器
12、中断优先级控制寄存器IP用户软件设置用户软件设置寄存器地址为寄存器地址为B8HIP0BFH0BEH0BDH0BCH0BBH0BAH0B9H0B8H/PSPT1PX1PT0PX0注意:注意:(一)中断优先级控制原则(参看教材(一)中断优先级控制原则(参看教材103页)页)(二)控制逻辑:(二)控制逻辑:(a)系统复位后,各位均为)系统复位后,各位均为0,或,或如果同级的多个中断请求同时出现,则按如果同级的多个中断请求同时出现,则按CPU查询次序确定那个查询次序确定那个中断请求被响应。其查询次序为:中断请求被响应。其查询次序为:外部中断外部中断0定时中断定时中断0外部中断外部中断l定时中断定时中断
13、1串行串行中断。中断。(b)低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务;但高优先级中断请求可以打断低优)低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务;但高优先级中断请求可以打断低优先级的中断服务,从而实现中断嵌套。先级的中断服务,从而实现中断嵌套。(c)如果)如果1个中断请求已被响应,则同级的其它中断响应将被禁止。个中断请求已被响应,则同级的其它中断响应将被禁止。PX0:外部中断:外部中断0优先级设定位优先级设定位PXl:外部中断外部中断l优先级设定位优先级设定位PT0:定时中断:定时中断0优先级设定位优先级设定位PTl:定时中断定时中断l优先级设定位优先级设定位PS:串行中断优先级设定位串行中
14、断优先级设定位对应位置对应位置1,优先级为高;置,优先级为高;置0,优先级为低;,优先级为低;第9页,本讲稿共26页中断嵌套流程图中断嵌套流程图主主程程序序RETI低低级级中中断断程程序序继继续续执执行行主主程程序序中中断断响响应应返返回回高高级级中中断断程程序序中中断断响响应应返返回回RETI中断优先级:当多个中断源请求中断服务,那么中断优先级:当多个中断源请求中断服务,那么CPU响应这些中断就有响应这些中断就有一个先后顺序,称之为中断优先级。一个先后顺序,称之为中断优先级。优先级高,则优先级高,则CPU先响应先响应主主程程序序RETI高高级级中中断断程程序序继继续续执执行行主主程程序序中中
15、断断响响应应返返回回低低级级中中断断程程序序中中断断响响应应返返回回RETI优先级低,则优先级低,则CPU不影响高级中断不影响高级中断(平级)(平级)(平级)(平级)第10页,本讲稿共26页自自然然优优先先级级矢矢量量地地址址自自然然优优先先级级矢矢量量地地址址高级中高级中断请求断请求PCPCPCPC断请求断请求低级中低级中SCONSCON中断标志中断标志IPIPPX0PX01 1PT0PT01 11 10 0PX1PX11 10 0PSPS1 10 00 0PT1PT10 0IEIEEX0EX0ET0ET0EX1EX1ET1ET1ESESTCONTCONIE0IE0TF0TF0IE1IE1T
16、F1TF1TITIRIRIRXRXTXTXT1T1IT1=1IT1=1INT1INT1IT1=0IT1=0T0T0INT0INT0IT0=1IT0=1IT0=0IT0=0源允许源允许总允许总允许优先级优先级硬件查询硬件查询EAEA80518051的中断系的中断系统第11页,本讲稿共26页5.中断初始化和中断控制寄存器状态逻辑设置中断初始化和中断控制寄存器状态逻辑设置用户通过用户通过TCON、SCON、IE和和IP四个控制寄存器来使用中断系统。四个控制寄存器来使用中断系统。这四个控制寄存器都是既可进行这四个控制寄存器都是既可进行字节寻址字节寻址又可进行又可进行位寻址位寻址的。因此对位状的。因此对
17、位状态的设置既可以使用态的设置既可以使用字节操作指令字节操作指令又可以使用又可以使用位操作指令位操作指令。字节操作指令:字节操作指令:MOVIE,#81H;EA,/,/,ES,ET1,EX1,ET0,EX0位操作指令:位操作指令:SETBEASETBEX0第12页,本讲稿共26页二、二、中断响应过程中断响应过程中断响应:在满足中断响应:在满足CPU中断响应条件后,中断响应条件后,CPU对中断源中断请求的回答。对中断源中断请求的回答。2.中断响应可能会被阻止或被延迟:中断响应可能会被阻止或被延迟:a.CPU正处在为一个同级或高级的中断服务中。正处在为一个同级或高级的中断服务中。b.查询中断请求的
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