1、1 中断的概述中断的概述 2 AT89C51中断系统中断系统3 中断系统的应用中断系统的应用 中断系统中断系统 1)中断中断 中断是指计算机在执行某一程序的过程中,由于计算机系统内、外的某种原因,而必须中止原程序的执行,转去执行相应的处理程序,待处理结束之后,再回来继续执行被中止的原程序的过程。采用了中断技术后的计算机,可以解决CPU与外设之间速度匹配的问题,使计算机可以及时处理系统中许多随机的参数和信息,同时,它也提高了计算机处理故障与应变的能力。1 中中 断断 的的 概概 述述 2)中断源中断源 中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请求的来源,中断可以人为设定,也可以是为响应突发性随机
2、事件而设置。通常有I/O设备、实时控制系统中的随机参数和信息故障源等。3)中断优先级中断优先级 中断优先级越高,则响应优先权就越高。当CPU正在执行中断服务程序时,又有中断优先级更高的中断申请产生,这时CPU就会暂停当前的中断服务转而处理高级中断申请,待高级中断处理程序完毕再返回原中断程序断点处继续执行,这一过程称为中断嵌套。2.1 中断源及中断向量地址中断源及中断向量地址 2.2 中断标志与控制中断标志与控制 2.3 中断系统结构中断系统结构 2.4 中断的响应中断的响应2 AT89C51中断系统中断系统2.1 中断源及中断向量地址中断源及中断向量地址表 2.1 中断服务程序入口地址表 OR
3、G 0003HLJMP 1000H中断标志中断标志：标志中断的请求中断控制中断控制：对中断响应的管理控制（允许、优先级等）2.2 中断标志与控制中断标志与控制TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0(MSB)(LSB)定时定时/计数器计数器外部中断外部中断TFi：定时器中断溢出标志位（硬件自动）：定时器中断溢出标志位（硬件自动）TRi：定时器启停控制位（软件）：定时器启停控制位（软件）IEi：外部中断请求标志（硬件自动）：外部中断请求标志（硬件自动）ITi：外部中断触发类型选择（软件）：外部中断触发类型选择（软件）1：下降沿：下降沿 0：低电平：低电平复位值：00H1、定时器控制寄存器
4、、定时器控制寄存器TCONSM0SM1SM2RENTB0RB0TIRI(MSB)LSB串行口中断标志TI：发送中断标志（硬件设置，软件清除）：发送中断标志（硬件设置，软件清除）RI：接收中断标志（硬件设置，软件清除）：接收中断标志（硬件设置，软件清除）关注复位状态2、串行口控制寄存器、串行口控制寄存器SCON AT89C51中断的开放和关闭采用两级控制。中断的开放和关闭采用两级控制。第一级用于控制单片机的能否响应中断。“总开关”第二级则用于对单片机的5个（8052有 6个）中断源独立地进行允许或禁止以便用户能灵活使用。3、中断允许控制寄存器、中断允许控制寄存器IEEX0ET0EX1ET1ESE
5、T2XEA(MSB)(LSB)AFH ADH ACH ABH AAH A9H A8HIEEA：总允许位ET：定时/计数器溢出中断允许EX：外部中断允许ES：串行口中断允许所有允许位均由软件控制，所有允许位均由软件控制，1开中断，开中断，0关中断。关中断。所有中断所有中断复位状态复位状态均为关闭。均为关闭。即：即：IE=00H 复位状态为禁止中断。因此，在中断的主程序中应该有“开中断”的操作。即由软件指令设置相应的中断允许位的数值。设置方法：1、直接改变IE整个字节值。如MOV IE，#84H；1000 0100B开外部1中断 2、直接设置对应的控制位（位地址、位名称、寄存器.位号）。如SETB
6、 EX1（IE.2或AAH）还应注意两级中断打开 SETB EA。PX0PT0PX1PT1PSPT2XX(MSB)(LSB)BDH BCH BBH BAH B9H B8H 5个中断源共高、低两个优先级，各中断源通过IP的相应位设置优先级。CPU可以实现两级中断嵌套。1为高优先级，0为低优先级。低优先级的中断会因为高优先级的中断请求而再次中断。4、中断优先级寄存器、中断优先级寄存器IP 如果同样优先级的请求，则按照CPU查询中断请求的顺序响应中断。查询的顺序决定了辅助优先结构。与位地址对应，由与位地址对应，由低位到高位查询低位到高位查询 例如,某软件中对寄存器IE、IP设置如下:MOV IE,8
7、FH；1000 1111B MOV IP,06H；0000 0110B 则此时该系统中:CPU中断允许;允许外部中断 0、外部中断 1、定时器 /计数器 0、定时器 /计数器1提出的中断申请;允许中断源的中断优先次序为:定时器 /计数器 0外部中断 1外部中断 0定时器/计数器 1。2.3 中断系统结构中断系统结构 (1)在每条指令结束指令结束后,系统都自动检测中断请求信号,如果有中断请求，且CPU处于开中断状态下,则响应中断。(2)保护现场,在保护现场前,一般要关中断,以防止现场被破坏。保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推入堆栈。(3)中断服务,即为相应的中断源服务。(4)恢复现
8、场,用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来。在恢复现场后应及时开中断。(5)返回,此时 CPU将推入到堆栈的断点地址弹回到程序计数器,从而使CPU继续执行刚才被中断的程序。2.4 中断的响应中断的响应 （1）同级或高优先级的中断已在进行中;（2）当前的机器周期还不是正在执行指令的最后一个机器周期（换言之,正在执行的指令完成前,任何中断请求都得不到响应）;（3）正在执行的是一条RETI或者访问特殊功能寄存器 IE或 IP的指令（换言之,在RETI或读写IE或IP之后,不会马上响应中断请求,而至少执行一条其它指令之后才会响应）。以下条件不能响应中断：1、中断响应的条件、中断响应的条件 单片机一旦响应
9、中断请求,就由硬件硬件完成以下功能:（1）根据响应的中断源的中断优先级,使相应的优先级状态触发器置 1;（2）执行硬件中断服务子程序调用,并把当前程序计数器PC的内容压入堆栈;（3）清除相应的中断请求标志位（串行口中断请求标志 RI和 TI除外）;（4）把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入口地址（中断矢量）送入PC，从而转入相应的中断服务程序。2、中断响应过程、中断响应过程 例如,现有外部中断 1 提出申请,且主程序中有R0、R1、DPTR、累加器A需保护,则编制程序应为:ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1 ORG 0100H MAIN:;主程序
10、 ORG 1000H INT1:PUSH ACC ;中断服务程序 PUSH DPH PUSH DPL PUSH R0 PUSH R1 POP R1 POP R0 POP DPL POP DPH POP ACC RETI 编程中应注意:(1）在 0000H放一条跳转到主程序的跳转指令,这是因为 MCS-51单片机复位后,PC的内容变为 0000H,程序从0000H 开始执行,紧接着 0003H是中断程序入口地址,故在此中间只能插入一条转移指令;(2）响应中断时,先自动执行一条隐指令“LCALL 0013H”,而 0013H至 001BH（定时器 1 溢出中断入口地址）之间可利用的存储单元不够,故
11、放一条无条件转移指令。(3）在中断服务程序的末尾,必须安排一条中断返回指令RETI,使程序自动返回主程序。3、中断请求的撤除、中断请求的撤除（1）定时器中断标志位TF0、TF1：硬件自动撤除（2）串行中断TI、RI：软件撤除 CLR TI CLR RI（3）外部中断负边沿请求方式：不会重复请求。低电平请求方式：外部低电平持续作用，会产生重复的中断请求。必须强制撤除。101、中断请求2、中断撤除ANL P1，#0FEH；清除外部电平ORL P1，#01H；允许再次中断CLR IE0；清除中断位4、中断的返回、中断的返回RETI指令，返回原程序 把一个外部中断（设为INT0）设置为低电平触发请求中
12、断方式。其中断服务程序的末尾写上如下几条指令:JNB P3.2,$;在INT0变高前原地等待(死循环)JB P3.2,$;在 INT0变低前原地等待(死循环)RETI ;返回并执行一条指令 3 中断系统的应用中断系统的应用例例 1 单步操作的中断实现。JNB P3.2,$JB P3.2,$RETI 现在,若INT0保持低电平,且允许INT0中断,则CPU就进入外部中断 0 服务程序,由于有上述几条指令,它就会停在 JNB处,原地等待。当INT0 端出现一个正脉冲（由低到高,再到低）时,程序就会往下执行,执行RETI后,将返回主程序,往下执行一条指令,然后又立即响应中断,以等待INT0端出现的下
13、一个正脉冲。这样在INT0端每出现一个正脉冲,主程序就执行一条指令,实现了单步执行的目的,要注意的是,这个正脉冲的高电平持续时间不小于3个周期,以确保CPU能采集到高电平值。MCS-51 单片机有两个外部中断输入端,当有 2 个以上中断源时,它的中断输入端就不够了。此时,可以采用中断与查询相结合的方法来实现。可以使每个中断源都接在同一个外部中断输入端上,同时利用输入口线作为多中断源情况下各中断源的识别线。例例 2 多中断源。多中断源。图 5.6 多中断源 ORG 0003H LJMP INT0INT0:PUSH PSW PUSH ACC JB P0.7,DV1 JB P0.6,DV2 JB P0.5,DV3 JB P0.4,DV4GOBACK:POP ACC POP PSW RETI DV1:;装置1中断服务程序 AJMP GOBACKDV2:;装置2中断服务程序 AJMP GOBACKDV3:;装置3中断服务程序 AJMP GOBACKDV4:;装置4中断服务程序 AJMP GOBACK
