第六章中斷系統(tǒng)中斷的概念8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

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中斷源中斷控制中斷處理中斷系統(tǒng)舉例主要內(nèi)容

中斷的概念8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)★★

中斷源中斷控制中斷處理中斷系統(tǒng)舉例主要內(nèi)容中斷的概念CPU在執(zhí)行程序時(shí)，單片機(jī)外部或內(nèi)部發(fā)生的某一事件，請(qǐng)求CPU迅速去處理。CPU中止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理事件。然后，回到原來被中止的地方，繼續(xù)工作，稱為中斷（Interrupt）。CPU處理事件的過程，稱為CPU的中斷響應(yīng)過程（InterruptResponse）。日常生活的中斷中斷舉例單片機(jī)的中斷日常生活中的中斷示圖做記號(hào)接電話看書繼續(xù)看書中斷服務(wù)中斷請(qǐng)求中斷源向CPU提出的處理請(qǐng)求，稱為中斷請(qǐng)求(或中斷申請(qǐng))。對(duì)事件的整個(gè)處理過程，稱為中斷處理（或中斷服務(wù)）。能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱為中斷系統(tǒng)；產(chǎn)生中斷的請(qǐng)求源稱為中斷請(qǐng)求源單片機(jī)中的中斷示圖主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序中斷請(qǐng)求響應(yīng)中斷中斷返回?cái)帱c(diǎn)地址入口地址中斷服務(wù)程序分時(shí)操作實(shí)時(shí)操作故障及時(shí)處理中斷的優(yōu)點(diǎn)中斷的概念

MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

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中斷源中斷控制中斷處理中斷系統(tǒng)舉例主要內(nèi)容★★8051的中斷系統(tǒng)5個(gè)中斷源，具有二個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)程序的嵌套。有關(guān)的特殊功能寄存器（SFR）有：中斷允許寄存器IE中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP中斷源寄存器（TCON、SCON中的有關(guān)位）注：均可位尋址。

中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1、中斷源(InterruptSource)

向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求的地方，稱之為中斷源。8051單片機(jī)有5個(gè)中斷請(qǐng)求源。外部中斷源（2個(gè))

外部中斷0和1，對(duì)應(yīng)引腳和內(nèi)部中斷源（3個(gè)）

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和溢出中斷；串行口發(fā)送/接收中斷（共用）。

中斷入口地址

中斷入口地址是指中斷服務(wù)程序的入口地址。 5個(gè)中斷源的中斷入口地址：外部中斷0定時(shí)器T0外部中斷1定時(shí)器T1串行口0003H000BH0013H001BH0023H2、中斷控制中斷請(qǐng)求（1）中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求…（2）中斷是否允許…（3）中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)…SCONSCON

（SerialPortControlRegister

）為串行口控制寄存器，字節(jié)地址為98H。TCONTCON（Timer/CounterControlRegister）為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器，字節(jié)地址為88H。（1）中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求五個(gè)中斷請(qǐng)求源的中斷請(qǐng)求分別由特殊功能寄存器TCON和SCON的相應(yīng)位鎖存。中斷請(qǐng)求標(biāo)志定時(shí)器控制寄存器TCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志包括：T0和T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位TF1和TF0外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE1與IE0。TCON各標(biāo)志位的功能外部中斷請(qǐng)求0、1觸發(fā)方式標(biāo)志位。清零為脈沖觸發(fā)方式，置位為電平觸發(fā)方式。外部中斷請(qǐng)求0、1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。清零時(shí)無中斷請(qǐng)求，置位時(shí)有中斷請(qǐng)求。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。置位時(shí)有中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)后自動(dòng)清零。注意：TCON可位尋址。復(fù)位后，TCON=00H。TCON各標(biāo)志位的功能IT0、IT1IE0、IE1TF0、TF1例：CLRTI或ANLSCON，#0FDH串行口控制寄存器SCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志：TI/RI：串行口發(fā)送/接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志。串行發(fā)送/接收完一幀后自動(dòng)置位，請(qǐng)求中斷。需要再次發(fā)送/接收時(shí)，應(yīng)通過指令清零。注意：SCON可位尋址。復(fù)位后，SCON=00H。中斷請(qǐng)求的撤消1．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求的撤消中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后。硬件會(huì)自動(dòng)清TF0或TF1。2．外部中斷請(qǐng)求的撤消（1）邊沿觸發(fā)方式外部中斷請(qǐng)求的撤消是自動(dòng)撤消的。（2）電平觸發(fā)方式外部中斷請(qǐng)求的撤消:

除了標(biāo)志位清“0”之外，還需在中斷響應(yīng)后把中斷請(qǐng)求信號(hào)引腳從低電平強(qiáng)制改變?yōu)楦唠娖?，如下圖。只要P1.0端輸出一個(gè)負(fù)脈沖就可以使D觸發(fā)器置“1”，從而撤消了低電平的中斷請(qǐng)求信號(hào)。所需的負(fù)脈沖可用兩條指令得到：

ANLP1，#0FEH ；P1.0為“0”O(jiān)RLP1，#01H ；P1.0為“1”

電平觸發(fā)方式的外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的完全撤消，是通過軟硬件相結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)的。3．串行口中斷請(qǐng)求的撤消響應(yīng)串行口的中斷后，內(nèi)部硬件沒有自動(dòng)清除TI或RI，所以串行口中斷請(qǐng)求的撤消只能用軟件清除。 CLRTI；清TI標(biāo)志位 CLRRI；清RI標(biāo)志位CPU對(duì)中斷源的開放或屏蔽（中斷的允許和禁止），由IE（interruptenableregister）控制。字節(jié)地址為A8H，可位尋址。格式如下：（2）中斷允許EA：中斷允許總控制位（總開關(guān)）

0：CPU屏蔽所有的中斷請(qǐng)求(CPU關(guān)中斷)；

1：CPU開放所有中斷(CPU開中斷)。ES：串行口中斷允許位

0：禁止串行口中斷；

1：允許串行口中斷。ET1\ET0

：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷允許位

0：禁止T1\T0溢出中斷；1：允許T1\T0溢出中斷。EX1\EX0：外部中斷1中斷允許位0：禁止外部中斷1\0中斷；1：外部中斷1\0允許中斷。MCS-51復(fù)位后，IE清0，所有中斷請(qǐng)求被禁止。若使某一個(gè)中斷源被允許中斷，除了IE相應(yīng)的位的被置“1”，還必須使EA位=1。改變IE的內(nèi)容，可由位操作指令來實(shí)現(xiàn)，即：

SETBbit；CLRbit；課堂練習(xí)1:若允許片內(nèi)2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷，禁止其它中斷源的中斷請(qǐng)求。編寫設(shè)置IE的相應(yīng)程序段.（1）用位操作指令來編寫如下程序段： CLRES ；禁止串行口中斷 CLREX1 ；禁止外部中斷1中斷 CLREX0 ；禁止外部中斷0中斷SETBET0；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷SETBET1；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷SETBEA；CPU開中斷101010（2）用字節(jié)操作指令來編寫：

MOVIE，#8AH或者用：MOV0A8H，#8AH；A8H為IE寄存器字節(jié)地址101010兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。如圖：（3）中斷優(yōu)先權(quán)基本規(guī)則：（1）低優(yōu)先級(jí)可被高優(yōu)先級(jí)中斷，反之則不能。（2）同級(jí)中斷不會(huì)被它的同級(jí)中斷源所中斷。（3）在同時(shí)收到幾個(gè)同一優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷，取決于內(nèi)部的查詢順序。

中斷源中斷級(jí)別

外部中斷0 最高 T0溢出中斷 外部中斷1 T1溢出中斷 串行口中斷 最低同一優(yōu)先級(jí)中，優(yōu)先查詢順序如下：中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP（InterruptPriority），其字節(jié)地址為B8H。PS——串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位PT1\PT0——定時(shí)器T1\T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位PX1\PX0——外部中斷1\0中斷優(yōu)先級(jí)控制位

1：高優(yōu)先級(jí)中斷；

0：低優(yōu)先級(jí)中斷。課堂練習(xí)2:設(shè)置IP寄存器的初始值，使2個(gè)外中斷請(qǐng)求為高優(yōu)先級(jí)，其它中斷請(qǐng)求為低優(yōu)先級(jí)。（1）用位操作指令 SETBPX0；2個(gè)外中斷為高優(yōu)先級(jí) SETBPX1 CLRPS；串口為低優(yōu)先級(jí)中斷

CLRPT0；2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器低優(yōu)先級(jí)中斷 CLRPT111000（2）用字節(jié)操作指令 MOVIP，#05H 或： MOV0B8H，#05H；B8H為IP寄存器的字節(jié)地址110003、中斷處理中斷處理過程大致包含三個(gè)階段：中斷響應(yīng)中斷服務(wù)中斷返回中斷處理過程流程硬件自動(dòng)完成中斷服務(wù)程序中斷響應(yīng)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，需滿足以下必要條件：（1）允許中斷（2）無同級(jí)或更高級(jí)中斷正在被服務(wù)。（3）當(dāng)前正處于所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。（4）正在執(zhí)行的指令不是RETI指令。中斷響應(yīng)的主要過程：首先由硬件自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令:LCALLaddr16CPU執(zhí)行該指令,將PC的內(nèi)容壓入堆棧以保護(hù)斷點(diǎn)，再將中斷入口地址裝入PC。各中斷源服務(wù)程序的入口地址:

中斷源入口地址

外部中斷0 0003H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0 000BH 外部中斷1 0013H

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1 001BH 串行口中斷 0023H中斷服務(wù)+中斷返回主要是中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)，包括兩部分：主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）中斷服務(wù)程序部分主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）設(shè)置堆棧指針SP；若為外部中斷，定義觸發(fā)方式；根據(jù)需要給IP賦值，定義中斷優(yōu)先級(jí)；開放中斷。在相應(yīng)的中斷入口地址設(shè)置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口處；根據(jù)需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；若為電平觸發(fā)的外部中斷，應(yīng)有中斷請(qǐng)求信號(hào)撤除操作；若是串行口中斷，對(duì)TI、RI清0；安排中斷服務(wù)所做的操作（中斷服務(wù)程序的主體）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；中斷返回（RETI）。中斷服務(wù)程序部分常用的中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)如下：

ORG0000H LJMPMAIN

ORG中斷入口地址 LJMPINT

?

ORGXXXXHMAIN：主程序

INT：中斷服務(wù)程序RETI課堂練習(xí)3：用T0的方式0產(chǎn)生10ms的定時(shí)，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波。采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為6MHz。20ms

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPINTORG0100HMAIN：MOVTMOD，#00HMOVTH0，#63HMOVTL0，#18HSETBET0SETBEASETBTR0

SJMP$

INT：CPLP1.0MOVTH0，#63HMOVTL0，#18HRETIEND程序如下：中斷入口地址中斷服務(wù)程序賦計(jì)數(shù)初值開中斷；啟動(dòng)計(jì)時(shí)等待計(jì)數(shù)溢出中斷中斷的概念8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

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中斷源中斷控制中斷處理

中斷系統(tǒng)舉例主要內(nèi)容中斷系統(tǒng)舉例程序分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果

[舉例]

設(shè)計(jì)一個(gè)外部中斷應(yīng)用系統(tǒng)。主程序?qū)1的8個(gè)LED作左移右移，中斷時(shí)使P1的8個(gè)LED閃爍2次。硬件電路及程序：

ORG0000H；主程序

LJMPMAIN ORG0003H；外部中斷0中斷入口

LJMPINT0ORG1000HMAIN：MOVSP，#70H；初始化

SETBIT0；INT0為邊沿觸發(fā)

SETBEA；開放中斷

SETBEX0程序如下：SHIFT：MOVA，#0FFH；左移初值

MOVR2，#8；左移8次

CLRC SL：RLCA；左移一次

MOVP1，A ；輸出

LCALLDELAY；延時(shí)0.2秒

DJNZR2，SL；左移8次？

MOVR2，#7；右移7次

SR：RRCA；右移一次