第5章 IO接口與中斷

1、單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院第5章 中斷系統(tǒng)及應用中斷系統(tǒng)及應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷的基本概念5.1MCS-51的中斷系統(tǒng)5.2中斷的應用5.3中斷系統(tǒng)及應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念5.1.1中斷的引入5.1.2 中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.1.1中斷的引入中斷的引入 引起中斷的原因是隨機發(fā)生的，主要以下幾種情況：每隔一個時間間隔必須做某件特定的事情當某個條件

2、成立時，就讓CPU立即處理CPU正以多任務的模式，同時處理數(shù)個程序或信號某項狀態(tài)正常情況下不出現(xiàn)，可是一旦出現(xiàn)時，CPU必須立即停止正在進行的操作，馬上處理這個狀態(tài)。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念1. 中斷的概念 CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理(中斷發(fā)生)； CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B(中斷響應和中斷服務)； 待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A(中斷返回)，這一過程稱為中斷 。2. 中斷源的概念 能夠向CPU發(fā)出中斷申請的來源，稱為中

3、斷源，它是引起CPU中斷的原因。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 中斷源是提出中斷申請的來源。中斷源通?？煞譃橐韵聨追N設(shè)備中斷 由計算機系統(tǒng)各組成部分的外部設(shè)備發(fā)出的中斷申請，稱為設(shè)備中斷。如鍵盤、行打印機、A/D轉(zhuǎn)換器等。定時時鐘 定時提出中斷申請。例如，在定時控制或定時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，由外部時鐘電路定時，一旦到達規(guī)定的時間，時鐘電路就向CPU發(fā)出中斷申請。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院故障源 微型機的內(nèi)存RAM是采用半導體存儲器，在電源掉電時，需要接入備用電源供電電路，以便

4、保護存儲器RAM中的信息。 一般的做法是，在直流電源上并聯(lián)電容，當電容電壓因電源掉電下降到一定值時就發(fā)出中斷申請,CPU響應中斷執(zhí)行保護現(xiàn)場信息的操作。程序性中斷源 例如，為調(diào)試程序而設(shè)置斷點、單步工作等。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院對于每個中斷源，不僅要求能發(fā)出中斷請求信號，而且這個信號還要能保持一定的時間，直至CPU響應這個中斷請求后才能而且必須撤消這個中斷請求信號。這樣既不會因CPU未及時響應而丟失中斷申請信號，也不會出現(xiàn)多次重復中斷的情況。所以，要求每個中斷源的接口電路中有一個中斷請求觸發(fā)器。另外，在實際

5、系統(tǒng)中，往往有多個中斷源，為了增加控制的靈活性，在每個中斷源的接口電路中還設(shè)置一個中斷屏蔽觸發(fā)器，由它控制該中斷源的中斷申請信號能否送到CPU。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念CPU響應中斷，進行中斷處理類似于調(diào)用子程序。中斷與調(diào)用子程序的區(qū)別在于： 由于引起中斷的原因是隨機發(fā)生的，因而轉(zhuǎn)向中斷服務程序進行中斷處理也是隨機的；而調(diào)用子程序，則是在程序中事先安排好的。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念執(zhí)行

6、主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點中斷請求中斷響應執(zhí)行中斷處理程序中斷返回RETI主程序2.中斷和中斷系統(tǒng)過程單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念3. 中斷系統(tǒng)的功能 1）能實現(xiàn)中斷并返回中斷； 判斷響應保護斷點和現(xiàn)場中斷服務恢復現(xiàn)場返回 2） 能實現(xiàn)中斷優(yōu)先級； 3） 能實現(xiàn)中斷嵌套(高中斷低)；單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院4. 中斷的處理過程關(guān)閉中斷保存斷點轉(zhuǎn)入中斷服務子程序恢復現(xiàn)場中斷服務保護現(xiàn)場打開中斷中斷返回硬件完成5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原

7、理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 一般微處理器在響應某一中斷后會自動地關(guān)中斷，而MCS-51單片機不具備這種功能，必須在中斷服務程序中用軟件關(guān)中斷。 這樣，可以保證本中斷服務程序的迅速執(zhí)行，而不會被更高的優(yōu)先級中斷源中斷。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 所謂“現(xiàn)場”，是指進入中斷服務程序入口地址之前，有關(guān)寄存器(如累加器A,PSW及其他寄存器)中的內(nèi)容。 如果在中斷服務程序中，也會用到這些寄存器，就會破壞它原來寄存器中的內(nèi)容，一旦返回主程序，就會造成主程序的混亂。 進入中斷服務程序后，應首先保護現(xiàn)場，

8、然后再執(zhí)行中斷服務程序。 在返回主程序之前，應恢復現(xiàn)場。 在恢復現(xiàn)場之后，中斷返回之前，用軟件開中斷，以便CPU響應新的中斷申請。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 RETI指令是中斷服務程序結(jié)束的標志。 所以，中斷服務程序的最后一條指令必須是中斷返回指令 RETI。 CPU執(zhí)行這條指令之后，對中斷響應時置1的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0，然后將堆找中保護的斷點地址彈出到程序計數(shù)器PC中，于是CPU返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行主程序。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信

9、息學院 如果現(xiàn)場信息不需要保護，則保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場都可省去； 此外，對MCS-51單片機中斷嵌套的實現(xiàn)，除了通過硬件和軟件來實現(xiàn)中斷優(yōu)先級外，還必須通過中斷服務程序中編程的配合來實現(xiàn)。 通常為了使現(xiàn)場信息不致受到破壞或者造成混亂、一般在保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場時，CPU不能響應新的中斷請求。5.1.2 中斷的有關(guān)概念中斷的有關(guān)概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷服務程序流程主程序流程現(xiàn)場：進入中斷服務程序入口地址之前有關(guān)寄存器中的內(nèi)容。中斷返回：CPU執(zhí)行RETI指令后，對中斷響應時置1的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0，然后將堆棧中保護的斷點地址彈出到PC，CPU返

10、回斷點繼續(xù)執(zhí)行主程序。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院嵌套嵌套中斷嵌套的實現(xiàn)：1）硬件組成2）軟件設(shè)置（優(yōu)先級）3）中斷服務程序在保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場時，CPU不能響應新的中斷。在中斷程序中要在保護現(xiàn)場之前關(guān)中斷，在保護現(xiàn)場之后開中斷。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2 MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)單片機的中斷系統(tǒng)5.2.1 MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.2.3 中斷的控制5.2.2 MCS-51單片機中斷源單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.1 MCS-51單片機中斷

11、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)外部中斷(2個)：外部中斷0和外部中斷1定時/計數(shù)器中斷(2個)：定時/計數(shù)器中斷0和定時/計數(shù)器中斷1串行口中斷(1個)通過SFR進行中斷控制和設(shè)置編程兩級中斷優(yōu)先級，可以形成嵌套中斷標志位單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院1. 特點p 5個中斷源，3個在片內(nèi)，2個在片外;p 固定的中斷入口地址；p 兩級中斷優(yōu)先級，可以形成嵌套；p 通過SFR進行中斷控制和設(shè)置編程。5.2.2 MCS-51單片機中斷源單片機中斷源單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.2 MCS-51單片機中斷源單片機中

12、斷源2. MCS-51的中斷源p 外部中斷(2個) 外部中斷0和外部中斷1p 定時/計數(shù)器中斷(2個) 定時/計數(shù)器中斷0和定時/計數(shù)器中斷1p 串行口中斷(1個)單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.3 中斷的控制中斷的控制1、中斷控制(寄存器)p 定時器控制寄存器-TCONp 串行口控制寄存器-SCONp 中斷允許寄存器-IEp 中斷優(yōu)先級寄存器-IP單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.3 中斷的控制中斷的控制u定時器控制寄存器-TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0定時器溢出中斷請求標志1

13、：有請求0：無請求外部中斷請求標志1：有請求0：無請求外部中斷觸發(fā)方式控制位1：邊沿觸發(fā)0：電平觸發(fā)T1、T0的運行控制位標志1：啟動定時器T1、T0工作0：停止定時器T1、T0工作單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.3 中斷的控制中斷的控制u串行口控制寄存器-SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI串行口的發(fā)送中斷標志 串行口接收中斷標志單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院u中斷允許寄存器IEEANANAESET1EX1ET0EX0串行口中斷控制位定時器1中斷控制位外中斷1中斷控制位定時器0中斷控制位外中

14、斷0中斷控制位全局中斷控制位說明：復位后IE被清0，禁止一切中斷5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.3 中斷的控制中斷的控制u中斷優(yōu)先級寄存器-IPNANANAPSPT1PX1PT0PX0串行口中斷優(yōu)先級控制位定時器1中斷優(yōu)先級控制位外中斷1中斷優(yōu)先級控制位定時器0中斷優(yōu)先級控制位外中斷0中斷優(yōu)先級控制位1：對應的中斷聲明為高優(yōu)先級，0：對應的中斷定義為低優(yōu)先級中斷單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院uTCON(Timer controller)中的中斷標志位TCON為定時器T0和T1的

15、控制寄存器，同時也鎖存T0和T1的溢出中斷源和外部中斷源等。TCON的字節(jié)地址為88H，與中斷源有關(guān)的位如下:5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院pTF1 (Timer Overflow)：定時器T1溢出中斷標志。T1被允許計數(shù)以后，從初值開始加1計數(shù)，直至計滿溢出時由硬件置TF1=1，向CPU請求中斷。此標志一直保持到CPU響應中斷后，才由硬件自動清0。也可用軟件查詢該標志，并由軟件清0。pTF0：定時器T0溢出中斷標志。其功能、置1和清0與TF1相似。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電

16、子信息學院光學與電子信息學院pIE1 (Interrupt Enable)：外部中斷1請求標志IE1=1時，外部中斷1向CPU請求中斷，當CPU響應該中斷時，由硬件自動清0(邊沿觸發(fā)方式)。如果是電平觸發(fā)方式，則在CPU執(zhí)行完中斷服務程序之前由外部中斷源撤消有效電平，使IE1清0。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院pIT1 (Interrupt Type)：外部中斷觸發(fā)方式控制位。當IT1=0時，外部中斷1控制為電平觸發(fā)方式。 在這種方式下，CPU在每個機器周期的S5P2期間采樣/INT1的輸入電平，當檢測為低電平時，則認為有

17、中斷申請，隨即使IE1標志置1; 當檢測為高電平時，則認為無中斷申請或中斷申請已撤除，隨即使IE1標志清0。 在電平觸發(fā)方式中，外部中斷輸入/INT1必須保持低電平，直到CPU響應該中斷為止，并且在該中斷服務程序執(zhí)行完畢之前，外部中斷請求信號必須撤除; 否則，將產(chǎn)生另一次中斷。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 當IT1=I時，外部中斷1控制為邊沿觸發(fā)方式。 在這種方式下，CPU在每一個機器周期的S5P2期間采樣/INT1的輸入電平; 如果相繼的兩次采樣中，一個周期內(nèi)采樣到/INT1為高電平，接著的下一個周期內(nèi)采樣到了/INT

18、1為低電平，則使IE1置1。此時表示外部中斷1正在向CPU申請中斷,IE1標志一直保持到該中斷被CPU響應時為止，才由硬件自動清0。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 因為每個機器周期內(nèi)采樣一次外部中斷輸入電平，所以采用邊沿觸發(fā)方式時，為保證CPU在兩個機器周期內(nèi)檢測到中斷請求信號由高到低的負跳變，外部中斷源輸入的高電平和低電平時間必須保持在12個振蕩周期以上。p IE0：外部中斷0請求標志，其功能與IE1類似。p IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位，其功能與IT1類似。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理

19、與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院uSCON中的中斷標志 (Serial port controller)SCON是串行口控制寄存器。它的字節(jié)地址是98H，其低2位為鎖存串行口的接收中斷和發(fā)送中斷標志。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院pTI (Transmit Interrupt)：串行口發(fā)送中斷標志串行口每發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)，便由內(nèi)部硬件自動使TI置1，表示串行口發(fā)送器向CPU申請中斷CPU響應發(fā)送器中斷請求時，并不清除TI，所以必須在中斷服務程序中用CLR T1或ANL SCON , #0FDH等指令清除TI。5.

20、2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院pRI (Receive Interrupt)：串行口接收中斷標志。串行口每接收完一幀數(shù)據(jù)，由內(nèi)部硬件自動置位R1，使RI=1，表示串行口接收器向CPU申請中斷CPU響應接收器中斷請求時不會清除RI，必須由用戶在中斷服務程序中用軟件使RI清0。MCS-51單片機復位后，TCON , SCON中各位均清0。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.3 中斷的控制中斷的控制中斷源入口地址外部中斷00003H定時器0000BH外部中斷1

21、0013H定時器1001BH串行口0023H2、中斷服務程序入口地址表單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 由上述可見，各中斷源的中斷入口地址之間只相隔8個字節(jié)，一般的中斷服務程序是容納不下的； 因而在實際應用中，通常是在中斷入口地址處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令(LJMP addr16), addr16就是中斷服務程序的入口地址。 這樣，可以使中斷服務程序靈活地安排在64K字節(jié)程序存儲器的任何空間內(nèi)。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院1）定時器/計數(shù)器中斷請求的撤消 中斷請求被響應后。硬件會自動清

22、TF0或TF1。2）外部中斷請求的撤消 3）串行口中斷請求的撤消 響應串行口的中斷后，CPU無法知道是接收中斷還是發(fā)送中斷，還需測試這兩個中斷標志位的狀態(tài)，以判定是接收操作還是發(fā)送操作，然后才能清除。所以串行口中斷請求的撤消只能用軟件清除CLR TI ；清TI標志位CLR RI ；清RI標志位3、中斷請求的撤消、中斷請求的撤消 CPU響應中斷之后，在中斷返回之前必須撤銷該中斷請求，否則會引起另一次中斷的發(fā)生。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院外部中斷的觸發(fā)方式選擇 兩種觸發(fā)方式：電平觸發(fā)方式和跳沿觸發(fā)方式。n電平觸發(fā)方式 CP

23、U在每個機器周期采樣到的外部中斷輸入線的電平。在中斷服務程序返回之前，外部中斷請求輸入必須無效（即變?yōu)楦唠娖剑駝tCPU返回主程序后會再次響應中斷。 適于外中斷以低電平輸入且中斷服務程序能清除外部中斷請求（即外部中斷輸入電平又變?yōu)楦唠娖剑┑那闆r。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（1）跳沿方式外部中斷請求的撤消是自動撤消的。（2）電平方式外部中斷請求的撤消: 除了標志位清“0”之外，還需在中斷響應后把中斷請求信號引腳從低電平強制改變?yōu)楦唠娖?，如圖所示。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電

24、子信息學院光學與電子信息學院 只要P1.0端輸出一個負脈沖就可以使D觸發(fā)器置“1”，從而撤消了低電平的中斷請求信號。所需的負脈沖可增加如下兩條指令得到： ORL P1，#01H ；P1.0為“1” ANL P1，#0FEH；P1.0為“0” 電平方式的外部中斷請求信號的完全撤消，是通過軟硬件相結(jié)合的方法來實現(xiàn)的。5.2.3 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 思考： 1. 上電復位時/INT0、/INT1 為哪幾種觸發(fā)方式？ 2. 上電復位時優(yōu)先級別最高的是誰？最低的是誰？ 3. RX/TX 的優(yōu)先級別總是最低的嗎？5.2.3 中斷的控制

25、中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院例1 若允許片內(nèi)2個定時器/計數(shù)器中斷，禁止其它中斷源的中斷請求。編寫設(shè)置IE的相應程序段（1）用位操作指令來編寫如下程序段：CLR ES ；禁止串行口中斷 CLR EX1 ；禁止外部中斷1中斷CLR EX0；禁止外部中斷0中斷單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 SETB ET0 ；允許定時器/計數(shù)器T0中斷 SETB ET1 ；允許定時器/計數(shù)器T1中斷 SETB EA ；CPU開中斷（2）用字節(jié)操作指令來編

26、寫： MOV IE，#8AH或者用： MOV 0A8H，#8AH ；A8H為IE寄存器字節(jié)地址單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院例2 設(shè)置IP寄存器的初始值，使2個外中斷請求為高優(yōu)先級，其它中斷請求為低優(yōu)先級。（1）用位操作指令 SETB PX0 ；2個外中斷為高優(yōu)先級 SETB PX1 CLR PS ；串口為低優(yōu)先級中斷CLR PT0 ；2個定時器/計數(shù)器低優(yōu)先級中斷CLR PT1單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（2）用字節(jié)操作指令 MOV IP，#05H或： MOV 0B8H，#05H ； B8H為IP寄存器的字節(jié)地

27、址 單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.4 中斷響應中斷響應（1）中斷響應的基本條件 首先，中斷源有中斷請求； 其次，對應中斷源的中斷允許位為1； 第三，CPU開中斷（即EA=1）。 同時滿足著三個條件時，CPU才有可能響應中斷。1.中斷響應條件單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.4 中斷響應中斷響應 同級或高優(yōu)先級的中斷已在進行中; 當前的機器周期還不是正在執(zhí)行指令的最后一個機器周期(換言之, 正在執(zhí)行的指令完成前, 任何中斷請求都得不到響應); 正在執(zhí)行的是一條RETI或者訪問特殊功能寄存器 IE或 IP的

28、指令(換言之, 在RETI或讀寫IE或IP之后, 不會馬上響應中斷請求, 而至少執(zhí)行一條其它指令之后才會響應)。(2) 中斷不響應的條件1、中斷響應條件單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院2、中斷響應時間 中斷響應時間：指CPU 查詢到有效中斷標志后，PC 轉(zhuǎn)移到矢量入口的時間。 以外部中斷響應為例，說明中斷響應時間。CPU在每個機器周期的S5P2期間采樣/INT0和/INT1電平并鎖存到IE0或IE1標志位上，而CPU要在下一個機器周期才會查詢這些標志位，這時如果滿足中斷響應條件，CPU便接著執(zhí)行硬件長調(diào)用指令LCALL，轉(zhuǎn)到相應的中斷入口。 調(diào)用指令本身需

29、2個機器周期，這樣，從外部中斷請求有效到開始執(zhí)行中斷服務程序的第一條指令之間至少需要3個機器周期，這是最短的響應時間。5.2.4 中斷響應中斷響應單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 如果遇到中斷響應受阻的情況，則需要更長的響應時間。 例如，當一個同級或更高級中斷正在處理，則附加的等待時間取決于正在進行的中斷服務程序。 如果正在執(zhí)行的指令還沒有進行到最后的機器周期，則所需的附加時間不會多于3個機器周期，因為最長的乘法、除法指令也只需4個機器周期； 如果正在執(zhí)行RETI或訪問IE，IP的指令，則附加的等待時間不會多于5個機器周期(完成正在執(zhí)行的指令最多還需1個機

30、器周期，加上執(zhí)行最長的指令需4個機器周期)。 這樣，在只有一個中斷源的情況下，外部中斷響應時間總是在38個機器周期之間。5.2.4 中斷響應中斷響應單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院CPU對外部中斷申請信號的要求如果出現(xiàn)如圖所示的外部中斷申請新號，則無論是低電平觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)，都無法可靠地引起中斷。高電平和低電平的持續(xù)時 間不可短于一個機器周期5.2.4 中斷響應中斷響應單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.4 中斷響應中斷響應單片機一旦響應中斷請求, 就由硬件完成以下功能: 根據(jù)響應的中斷源的中斷優(yōu)先級，使相應的

31、優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1；處理的中斷優(yōu)先級別，然后由中斷系用于指示CPU開始統(tǒng)通過硬件生成長調(diào)用指令LCALL；執(zhí)行硬件中斷服務子程序調(diào)用，并把當前程序計數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧；把被響應的中斷源所對應的中斷服務程序的入口地址(中斷矢量)送入PC， 從而轉(zhuǎn)入相應的中斷服務程序。響應中斷程序處理后，清除相應的中斷請求標志位(串行口中斷請求標志RI和TI除外，由軟件清除)；3、中斷響應過程單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.3 中斷的應用中斷的應用5.3.1 中斷應用實例5.3.2 中斷擴展單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.3

32、.1 中斷應用實例中斷應用實例（1）中斷方式工作時，軟件部分由包含初始化中斷的主程序和中斷服務程序兩部分組成。需要對內(nèi)存單元容量、地址空間進行合理分配。一方面，需要解決上電位復位從0000H開始執(zhí)行，安排轉(zhuǎn)移指令指向主程序的實際入口地址；另一方面，需要解決中斷源、中斷矢量和對應中斷程序?qū)嶋H入口地址的確定和軟件連接問題。（2）根據(jù)所需中斷源情況，與中斷源相應的IE數(shù)據(jù)位設(shè)置為1.（3）如有多級中斷，把需要高優(yōu)先級的中斷源對應的IP的數(shù)據(jù)位設(shè)定為1.1、中斷程序設(shè)計步驟單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例（4）若用外中斷源/IN

33、T0或/INT1，應規(guī)定是低電平還是脈沖下降沿觸發(fā)外部中斷。（5）上電復位SP=07H,中斷處理需要保護斷點和現(xiàn)場，應在片內(nèi)RAM區(qū)選擇一個棧區(qū)容量和位置。原則是該棧區(qū)不要和其他RAM數(shù)據(jù)區(qū)發(fā)生重疊和沖突，以免發(fā)生信息混亂和丟失，另外需要對SP從新設(shè)定。（6）設(shè)置IE.7，即對EA位為1，使CPU全局開中斷，接受中斷源申請。（7）如用定時/計數(shù)器和串行通訊的中斷，還需根據(jù)它們的工作機制進行其他的設(shè)置。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 中斷服務程序設(shè)計：例1：利用外部中斷0、1 設(shè)計一個加1、減1 計數(shù)器要求： 按動開關(guān)K1 實現(xiàn)加1 計數(shù)；按動K2 實現(xiàn)減

34、1 計數(shù)；硬件連線/ INT0 (P3.2 引腳)/ INT1 (P3.3 引腳)5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 主流程：/INT0 中斷服務流程：/INT1 中斷服務流程：5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 注意：1. 中斷入口的處理方法2. 中斷程序調(diào)試方法3. 中斷標志的變化過程4. RETI 與RET 的區(qū)別5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 討論：1. 執(zhí)行中斷服務流

35、程需要多長時間？2. 在開關(guān)撥動過程中能夠正常計數(shù)嗎？3. 如何避免重復中斷？5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 思考：1. 電平觸發(fā)方式下如何避免重復中斷? 2. 在電平觸發(fā)方式下中斷會丟失嗎?3. 在邊沿觸發(fā)方式下應注意什么問題?5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 按鍵抖動問題：5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例 目前的按鍵大多數(shù)采用機械觸點的閉合、釋放來實現(xiàn)按鍵的信號輸入。由于機械觸點的彈性作用，按鍵的閉合及釋放的瞬間不會馬上穩(wěn)定的通、斷，而會

36、出現(xiàn)“抖動”現(xiàn)象。案件的過程中電壓信號變化如下圖所示。其中抖動的時間長短與開關(guān)的機械特性有關(guān)，一般為510ms。這個抖動可能會導致運行程序認為有多次按鍵情況發(fā)生，導致系統(tǒng)錯誤的執(zhí)行命令。按鍵防抖方法： 消除抖動的方式可以為帶去抖動的接口芯片（如8279接口芯片）或去抖電路（雙穩(wěn)態(tài)電路或濾波電路），也可以采用電路延時的方法實現(xiàn)。軟件去抖是采用延時程序以避開按鍵的抖動過程，進入鍵穩(wěn)定狀態(tài)后，在進行列線狀態(tài)的輸入和判定。（最常采用的按鍵去抖方式）單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院n基本控制要求：當人來到門口時，玻璃門能自動開門。n硬件：人到門口的檢測：用一個按鈕模

37、擬，開門動作由P1.0輸出低電平驅(qū)動一個指示燈模擬。n中斷：外部中斷0低電平觸發(fā)方式，外部中斷請求標志IE0響應中斷時，不能由單片機內(nèi)部硬件自動清除。2、中斷程序設(shè)計示例（P111 例5.1）5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.3.2 中斷擴展中斷擴展1. 中斷與查詢結(jié)合中斷與查詢結(jié)合 MCS-51單片機有兩個外部中斷輸入端，當有2個以上中斷源時，它的中斷輸入端就不夠了。此時，可以采用中斷與查詢相結(jié)合的方法來實現(xiàn)?？梢允姑總€中斷源都接在同一個外部中斷輸入端上，同時利用輸入口線作為多中斷源情況下各中斷源的識別線。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院2.中斷擴展的電路設(shè)計中斷擴展的電路設(shè)計INT0INT1P1.3P1.2P1.1P1.0+5VIR1IR2IR3IR4OC門p設(shè)計思想：單線產(chǎn)生中斷，軟件逐個查詢單線是指只用一根中斷請求輸入線/INT0 (或或/INT1), 把需擴展的多個中斷源輸入線。一方面通過一個或非門或非門（或與非門）（或與非門）產(chǎn)生一個中斷請求信號送給/IN