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1、单片机原理及应用,第4章 MCS-51的中断系统,光华学院信息工程系王 超,主要内容,一、中断的基本概念二、MCS-51的中断系统三、中断源和中断标志四、中断的允许和优先权五、中断的处理过程六、中断的应用,一、中断的基本概念,日常中断的概念单片机中的中断概念中断技术的优点,日常中断的例子,你正在看书，突然电话铃响，于是你记下正在看的书的页数，去接电话，接完电话后再回来接着看书。,计算机中的中断概念,中断：是指由于某种随机事件的发生，计算机暂停现行程序的运行，转去执行另一程序，以处理发生的事件，处理完毕后又自动返回原来的程序继续运行。中断源：将能引起中断的事件称为中断源。主程序：CPU现行运行的
2、程序称为主程序。中断服务子程序：处理随机事件的程序称为中断服务子程序。,中断技术的优点,分时操作CPU可以同多个外设“同时”工作实时处理CPU及时处理随机事件故障处理电源掉电、存储出错、运算溢出,二、MCS-51中断系统,中断源中断标志中断允许中断优先级MCS-51中断系统结构中断寄存器,MCS-51中断系统中断源,8051单片机有5个中断请求源：外部输入中断源INT0（P3.2）外部输入中断源INT1（P3.3）片内定时器T0的溢出片内定时器T1的溢出片内串行口发送或接收中断源,MCS-51中断系统中断标志,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1。,MCS
3、-51中断系统中断允许,EA总中断允许位，EA=1开放所有中断，EA=0 禁止所有中断。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，0禁止相应中断源的中断。,MCS-51中断系统中断优先级,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=1，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（硬件形成，无法改变）。,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,TCON寄存器T0和T1控制寄存器,外部中断INT1中断标志位（TCON.3）：IE=1，外部中断1向CPU申请中断,外部中断IN
4、T1触发方式控制位（TCON.3）：IT1=0，电平触发方式 IT1=1，下降沿触发方式,TCON寄存器T0和T1控制寄存器,T1溢出中断标志（TCON.7）：T1启动计数后，计满溢出由硬件置位TF=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.,SCON寄存器串口控制寄存器,TI（SCON.1）串行发送中断标志。RI（SCON.0）串行接收中断标志。,注意:寄存器可以进行位寻址.,IE寄存器中断允许寄存器,例：允许定时器T0中断：SETBEASETBET0 或MOVIE,#82H,注意:寄存器可以进行位寻址.,IP寄存器中断优先
5、级寄存器,51单片机有两个中断优先级高级和低级专用寄存器IP为中断优先级寄存器，用户可用软件设定相应位为1，对应的中断源被设置为高优先级，相应位为0，对应的中断源被设置为低优先级。系统复位时，均为低优先级该寄存器可以位寻址,三、中断处理过程,中断处理过程分为三个阶段：中断响应、中断处理和中断返回。,中断响应中断处理（又称中断服务）中断返回中断请求的撤除,中断处理过程,中断响应：在满足CPU的中断响应条件之后，CPU对中断源中断请求予以处理。,中断响应过程：保护断点地址；把程序转向中断服务程序的入口地址（通常称矢量地址）。,断点地址,中断服务子程序的入口地址,ORG 0003H,中断处理,中断服
6、务程序从入口地址开始执行，直到返回指令RETI为止，这个过程称为中断处理（或中断服务）中断服务子程序一般包括两部分内容，一是保护和恢复现场，二是处理中断源的请求。,中断处理,INTT0:PUSHACC PUSHDPH PUSHDPL PUSHPSW 中断源服务 POPPSW POPDPL POPDPH POPACC RETI,保护现场,恢复现场,中断返回,中断返回是指中断服务完后，计算机返回到原来暂停的位置（即断点），继续执行原来的程序。中断返回由专门的中断返回指令RETI来实现。,中断返回,RETI指令功能：把断点地址取出，送回到程序计数器PC中去。另外，它还通知中断系统已完成中断处理，将清
7、除优先级状态触发器。特别注意：不能用RET指令代替RETI指令！,中断处理过程示意图,由硬件自动完成,四、中断请求的撤除,CPU响应某中断请求后，在中断返回前，应该撤除该中断请求，否则会引起另一次中断。定时器0或1溢出：CPU在响应中断后，硬件清除了有关的中断请求标志TF0或TF1，即中断请求是自动撤除的。边沿激活的外部中断：CPU在响应中断后，也是用硬件自动清除有关的中断请求标志IE0或IE1。串行口中断：CPU响应中断后，没有用硬件清除T1、R1，故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志。,电平激活的外部中断源中断标志的撤除,电平触发外部中断撤除方法较复杂。因为在电平触发方式中，
8、中断请求标志的撤销是自动的，但中断请求信号的低电平可能继续存在，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。,中断服务程序,硬件自动完成,五、中断服务程序的设计,1、中断服务程序设计的任务 基本任务：（1）设置中断允许控制寄存器IE。（2）设置中断优先级寄存器IP。（3）对外部中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。(TCON)（4）编写中断服务程序，处理中断请求。前3条一般放在主程序的初始化程序段中。,例1.假设允许外部中断0中断，并设定它为高级中断，其它中断源为低级中断，采用跳沿触
9、发方式。在主程序中编写如下程序段：SETB EA；CPU开中断 SETB EX0；允许外中断0产生中断 SETB PX0；外中断0为高级中断 SETB IT0；外中断0为跳沿触发方式,五、中断服务程序的设计,2、采用中断时的主程序结构常用的主程序结构如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 中断入口地址LJMP INT MAIN：主 程 序INT：中断服务程序,五、中断服务程序的设计,例 2 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H AJMP INT0 ORG 0040H MAIN:MOV SP,#60H SETB EA；CPU开中断 SETB EX0；允许外中断0产
10、生中断 SETB PX0；外中断0为高级中断 SETB IT0；外中断0为跳沿触发方式 INT0:,五、中断服务程序的设计,例 3 根据中断服务程序流程，编出中断服务程序。假设，现场保护只需将PSW和A的内容压入堆栈中保护。典型的中断服务程序如下：INT:CLR EA；CPU关中断PUSH PSW；现场保护PUSH ACC；SETB EA；CPU开中断 中断处理程序段 CLR EA；CPU关中断POP ACC；现场恢复POP PSW SETB EA；CPU开中断RETI；中断返回，恢复断点,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT ORG 0040HMAIN
11、：MOV SP,#60H SETB EA SETB EX0 SETB PX0 SETB IT0 SJMP$INT:CLR EA PUSH PSW PUSH ACC SETB EA,SETB P1.4 ACALL DELAY200ms CLR EA POP ACC POP PSW SETB EA RETIDELAY200ms:MOV R7,#200DEL:MOV R6,#250 DJNZ R6,$;fosc=6MHz DJNZ R7,DEL RET END,1.外部中断1所对应的中断入口地址为H。A0003H B.000B C.0013 D.001B2.下列说法哪个是正确的：A.各中断发出的中断
12、请求信号，都会标记在51系统的IE寄存器中。B.各中断发出的中断请求信号，都会标记在51系统的TMOD寄存器中。C.各中断发出的中断请求信号，都会标记在51系统的IP寄存器中。D.各中断发出的中断请求信号，都会标记在51系统的TCON与SCON寄存器中。3.8051单片机响应中断后，产生长调用指令LCALL，执行该指令的过程包括：首先把（）的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送（），使程序执行转向（）中的中断地址区。A.PC、IP、程序存储器 B.PC、PC、程序存储器C.PC、PC、数据存储器 D.IP、PC、数据存储器4.下列哪段程序是设定外部中断1为跳沿触发的中断
13、初始化程序。A.SETB IT0 B.SETB IT1 C.CLR IT0 D.CLR IT1 SETB EX0 SETB EX1 SETB EX0 SETB EX1 SETB EA SETB EA SETB EA SETB EA5.下列说法错误的是。A.同一级别的中断请求按时间的先后顺序响应。B.同一时间同一级别的多中断请求，将形成阻塞，系统无法响应。C.低优先级中断请求不能中断高优先级中断请求，但是高优先级中断请求能中断低优先级中断请求。D.同级中断不能嵌套。,中 断 习 题,6.中断子程序的返回指令是。ARET B.RETI C.CLR D.SETB7.下列哪个中断源是由单片机片内外设触
14、发的。A.外部中断 INT0 B.外部中断INT1 C.定时器T0中断 D.串口接收中断RI8.指令MOV IE,#82H的目的是：A.允许定时器T1中断 B.允许外部中断INT0中断C.允许定时器T0中断 D.允许外部中断INT1中断9：把PC断点地址压入堆栈是由完成。A.软件编程 B.硬件自动 C.仿真软件 D.仿真器10.下列寄存器哪个是不能进行位寻址的：A.TCON B.SCON C.TMOD D.IE,中 断 习 题,1.编程题：假设允许外部中断1中断，并设定它为高级中断，其它中断源为低级中 断，采用低电平触发方式。2.编程题：根据中断服务程序流程，编出中断服务程序。假设，现场保护只需将 PSW和A的内容压入堆栈中保护。3.简答：MCS-51的中断系统中有几个中断源？它们各是什么？每个中断源入口 地址是多少？默认情况下它们的优先级别是怎样的？（画图简要说明）,中 断 习 题,Thank You!,END,
