1、作者 丁向榮,單片微機原理與接口技術(shù),第7章STC15F2K60S2單片機中斷系統(tǒng),7.1 中斷系統(tǒng)概述 7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng) 7.3 STC15F2K60S2單片機外部中斷的擴展,7.1 中斷系統(tǒng)概述,7.1.1 中斷系統(tǒng)的幾個概念 1. 中斷 所謂中斷是指程序執(zhí)行過程中，允許外部或內(nèi)部事件通過硬件打斷程序的執(zhí)行，使其轉(zhuǎn)向為處理外部或內(nèi)部事件的中斷服務(wù)程序中去，完成中斷服務(wù)程序后，CPU返回繼續(xù)執(zhí)行被打斷的程序。,返回目錄,7.1 中斷系統(tǒng)概述,7.1.1 中斷系統(tǒng)的幾個概念 2. 中斷源 引起CPU中斷的根源或原因，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的處理請求，稱為

2、中斷請求或中斷申請。 3. 中斷優(yōu)先級 當(dāng)有幾個中斷源同時申請中斷時，那么就存在CPU先響應(yīng)哪個中斷請求的問題？為此，CPU要對各中斷源確定一個優(yōu)先等級，稱為中斷優(yōu)先級。中斷優(yōu)先級高的中斷請求優(yōu)先響應(yīng)。,返回目錄,7.1 中斷系統(tǒng)概述,7.1.1 中斷系統(tǒng)的幾個概念 4. 中斷嵌套 中斷優(yōu)先級高的中斷請求可以中斷CPU正在處理的優(yōu)先級更低的中斷服務(wù)程序，待完成了中斷優(yōu)先權(quán)高的中斷服務(wù)程序之后，再繼續(xù)執(zhí)行被打斷的優(yōu)先級低的中斷服務(wù)程序，這就是中斷嵌套。,返回目錄,7.1 中斷系統(tǒng)概述,7.1.2 中斷的技術(shù)優(yōu)勢 解決了快速CPU和慢速外設(shè)之間的矛盾，可使CPU和外設(shè)并行工作 可及時處理控制系統(tǒng)中

3、許多隨機參數(shù)和信息 具備了處理故障的能力，提高了機器自身的可靠性 實現(xiàn)人機聯(lián)系,返回目錄,7.1 中斷系統(tǒng)概述,7.1.3 中斷系統(tǒng)需要解決的問題 （1）當(dāng)有中斷請求時，需要有一個寄存器能把中斷源的中斷請求記錄下來； （2）能夠?qū)χ袛嗾埱笮盘栠M行屏蔽，靈活地對中斷請求信號實現(xiàn)屏蔽與允許的管理； （3）當(dāng)有中斷請求時，CPU能及時響應(yīng)中斷，停下正在執(zhí)行的任務(wù)，自動轉(zhuǎn)去處理中斷服務(wù)子程序，中斷服務(wù)處理后能返回到斷點處繼續(xù)處理原先的任務(wù)； （4）當(dāng)有多個中斷源同時申請中斷時，應(yīng)能優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先級高的中斷源，實現(xiàn)中斷優(yōu)先級的控制； （5）當(dāng)CPU正在執(zhí)行低優(yōu)先級中斷源中斷服務(wù)程序時，若這時優(yōu)先級比它高的

4、中斷源也提出中斷請求，要求能暫停執(zhí)行低優(yōu)先級中斷源的中斷服務(wù)程序轉(zhuǎn)去執(zhí)行更高優(yōu)先級中斷源的中斷服務(wù)程序，實現(xiàn)中斷嵌套，并能逐級正確返回原斷點處。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.1 STC15F2K60S2單片機的中斷請求 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng)有14個中斷源，2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE、IE2、INT_CLKO控制CPU是否響應(yīng)中斷請求；由中斷優(yōu)先級寄存器IP、IIP2安排各中斷源的優(yōu)先級；同一優(yōu)先級內(nèi)2個以上中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。 STC15F2K60

5、S2單片機的中斷系統(tǒng)見書圖7.2。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.1 STC15F2K60S2單片機的中斷請求 1. 中斷源 STC15F2K60S2單片機有14個中斷源 。 2. 中斷請求標(biāo)志 STC15F2K60S2單片機的10個中斷源的中斷請求標(biāo)志分別寄存在TCON、SCON、PCON、S2CON、ADC_CONTR、SPSTAT、CCON中，詳見表7.1。其中，外部中斷2（/INT2）、外部中斷3（/INT3）和外部中斷4（/INT4）的中斷請求標(biāo)志位被隱藏起來了，對用戶是不可見的。當(dāng)相應(yīng)

6、的中斷被響應(yīng)后或（EXn）=0（n=2、3、4），這些中斷請求標(biāo)志位會自動被清0；定時器T2的中斷請求標(biāo)志位也被隱藏起來了，對用戶是不可見的，當(dāng)T2的中斷被響應(yīng)后或（ET2）=0，這些中斷請求標(biāo)志位會自動被清0；,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.1 STC15F2K60S2單片機的中斷請求,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.1 STC15F2K60S2單片機的中斷請求 3. 中斷允許的控制 計算機中斷系統(tǒng)有兩種不同類型的中斷：一類稱為非屏蔽中斷，另一類稱為可屏蔽中斷。STC15F2K60S2單片機的14個中斷源都是可屏蔽中斷

7、，其中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有3個專用寄存器（IE、IE2、INT_CLKO）用于控制CPU對各中斷源的開放或屏蔽，詳見表7.2。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.1 STC15F2K60S2單片機的中斷請求 4. 中斷優(yōu)先的控制 STC15F2K60S2單片機除外部中斷2（/INT2）、外部中斷3（/INT3）、定時器T2中斷和外部中斷4（/INT4）為固定最低優(yōu)先級中斷外，其他中斷都具有2個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。IP、IP2為中斷優(yōu)先級寄存器，鎖存各中斷源優(yōu)先級控制位，詳見表7.3。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2

8、.1 STC15F2K60S2單片機的中斷請求 如果幾個同一優(yōu)先級的中斷源同時向CPU申請中斷，CPU 通過內(nèi)部硬件查詢邏輯，按自然優(yōu)先級順序確定先響應(yīng)哪個中斷請求。自然優(yōu)先級由內(nèi)部硬件電路形成，排列如下： 中斷源 同級自然優(yōu)先順序 外部中斷0 最高 定時器T0中斷 外部中斷1 定時器T1中斷 串行口中斷 A/D轉(zhuǎn)換中斷 LVD中斷 PCA中斷 串行口2中斷 SPI中斷 外部中斷2 外部中斷3 定時器T2中斷 外部中斷4 最低,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.2 STC15F2K60S2單片機的中斷響應(yīng) 1.中斷響應(yīng) 中斷響應(yīng)是CPU對中斷源中斷請求的響應(yīng)，

9、包括保護斷點和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址（通常稱矢量地址）。CPU并非任何時刻都響應(yīng)中斷請求，而是在中斷響應(yīng)條件滿足之后才會響應(yīng)。 （1）中斷響應(yīng)時間問題 CPU正在執(zhí)行同級或高級優(yōu)先級的中斷； 正在執(zhí)行RETI中斷返回指令或訪問與中斷有關(guān)的寄存器的指令，如訪問IE和IP的指令； 當(dāng)前指令未執(zhí)行完 ；,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.2 STC15F2K60S2單片機的中斷響應(yīng) 1.中斷響應(yīng) （2）中斷響應(yīng)過程 中斷響應(yīng)過程包括保護斷點和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址（各中斷矢量地址見書表7.4）。 CPU響應(yīng)中斷時，將相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1，然

10、后由硬件自動產(chǎn)生一個長調(diào)用指令LCALL，此指令首先把斷點地址壓入堆棧保護，再將中斷服務(wù)程序的入口地址送入到程序計數(shù)器PC，使程序轉(zhuǎn)向相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.2 STC15F2K60S2單片機的中斷響應(yīng) 1.中斷響應(yīng) （3）中斷請求標(biāo)志的撤除問題 CPU響應(yīng)中斷請求后即進入中斷服務(wù)程序，在中斷返回前，應(yīng)撤除該中斷請求，否則，會重復(fù)引起中斷而導(dǎo)致錯誤。STC15F2K60S2單片機各中斷源中斷請求撤除的方法各不相同，分別為： 1）定時器中斷請求的撤除 對于定時/計數(shù)器器T0或T1溢出中斷， CPU在響應(yīng)中斷后即由硬件自動清除其中斷

11、標(biāo)志位TF0或TF1，無需采取其它措施； 而定時器T2中斷的中斷請求標(biāo)志位被隱藏起來了，對用戶是不可見的。當(dāng)相應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行后，這些中斷請求標(biāo)志位也會自動被清0； 2）串行口中斷請求的撤除 對于串行口中斷，CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不會自動清除中斷請求標(biāo)志位TI或RI，必須在中斷服務(wù)程序中，在判別出是TI，還是RI引起的中斷后，再用軟件將其清除。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.2 STC15F2K60S2單片機的中斷響應(yīng) 1.中斷響應(yīng) （3）中斷請求標(biāo)志的撤除問題 3）外部中斷0和外部中斷1中斷請求的撤除 外部中斷0和外部中斷1的觸發(fā)方式可由ITx（x

12、=0，1）設(shè)置，但無論ITx（x=0，1）設(shè)置為“0”還是為“1”，都屬于邊沿觸發(fā)，CPU在響應(yīng)中斷后由硬件自動清除其中斷標(biāo)志位IE0或IE1，無需采取其它措施。 4）電源低電壓檢測中斷 電源低電壓檢測中斷的中斷標(biāo)志位，需要用軟件清除。（其他中斷標(biāo)志在對應(yīng)的接口學(xué)習(xí)中介紹）,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.2 STC15F2K60S2單片機的中斷響應(yīng) 2中斷服務(wù)與中斷返回 中斷服務(wù)與中斷返回就是通過執(zhí)行中斷服務(wù)程序完成的。中斷服務(wù)程序從中斷入口地址開始執(zhí)行，到返回指令“RETI”為止，一般包括四部分內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)是：保護現(xiàn)場，中斷服務(wù)，恢復(fù)現(xiàn)場、中斷返回。 保護現(xiàn)場：用入棧操作指令將需保護寄存器的內(nèi)容壓入堆棧。 中斷服務(wù)：中斷服務(wù)程序的核心部分，是中斷源中斷請求之所在。 恢復(fù)現(xiàn)場：在中斷服務(wù)結(jié)束之后，中斷返回之前，用出棧操作指令將保護現(xiàn)場中壓入堆棧的內(nèi)容彈回到相應(yīng)的寄存器中，注意彈出順序必須與壓入順序相反。 中斷返回：中斷返回是指中斷服務(wù)完成后，計算機返回原來斷開的位置（即斷點），繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。中斷返回由中斷返回指令RETI來實現(xiàn)。,返回目錄,7.2 STC15F2K60S2單片機的中斷系統(tǒng),7.2.3 STC15F2K60S2單片機中斷應(yīng)用舉例 例7.1,返回目錄,7.3 STC15F2K60S2單片機外部中斷的擴展,1. 利用外部中斷