第4章AT89S51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

1第4章

AT89S51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)12內(nèi)容概要介紹片內(nèi)功能部件中斷系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理。掌握與中斷系統(tǒng)有關(guān)的特殊功能寄存器以及中斷系統(tǒng)的應(yīng)用特性。應(yīng)能熟練地進(jìn)行中斷系統(tǒng)的初始化編程以及中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)。34.1AT89S51中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，要求單片機(jī)能及時(shí)地響應(yīng)中斷請(qǐng)求源提出的服務(wù)請(qǐng)求，并作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)中斷請(qǐng)求源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求。

34中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求后，再回到原來(lái)被中止的程序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。

圖4-1為整個(gè)中斷響應(yīng)和處理過(guò)程。55圖4-1中斷響應(yīng)和處理過(guò)程主程序斷點(diǎn)入口地址中斷服務(wù)程序7如果單片機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢(xún)是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢(xún)操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢(xún)方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實(shí)時(shí)性。784.2AT89S51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖4-2所示。中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷請(qǐng)求源（簡(jiǎn)稱(chēng)中斷源），2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷服務(wù)程序嵌套。每一中斷源可用軟件獨(dú)立控制為允許中斷或關(guān)中斷狀態(tài)，中斷優(yōu)先級(jí)均可用軟件來(lái)設(shè)置。IE0TCONSCONINT0IT0=0IT0=1INT1IT1=0IT1=1TF0IE1TF1T0T1TIRITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自然優(yōu)先級(jí)矢量地址高級(jí)中斷請(qǐng)求自然優(yōu)先級(jí)矢量地址低級(jí)中斷請(qǐng)求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中斷標(biāo)志位中斷源允許總允許中斷優(yōu)先級(jí)圖4-2AT89S51的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖104.2.1中斷請(qǐng)求源由圖4-2可見(jiàn)，AT89S51中斷系統(tǒng)共有5個(gè)中斷請(qǐng)求源：（1）INT0*——外部中斷請(qǐng)求0，中斷請(qǐng)求信號(hào)由INT0*引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE0。（2）INT1*——外部中斷請(qǐng)求1，中斷請(qǐng)求信號(hào)由INT1*引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE1。1011（3）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)溢出發(fā)出的中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為T(mén)F0。（4）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)溢出發(fā)出的中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為T(mén)F1。（5）串行口中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為發(fā)送中斷TI或接收中斷RI。124.2.2中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器中斷源是否有中斷請(qǐng)求，是由中斷請(qǐng)求標(biāo)志來(lái)表示的。5個(gè)中斷請(qǐng)求源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志分別由TCON和SCON的相應(yīng)位鎖存（見(jiàn)圖4-2）。12131.TCON寄存器為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器，字節(jié)地址為88H，可位尋址。特殊功能寄存器TCON的格式如圖4-3所示。圖4-3特殊功能寄存器TCON的格式14TCON各標(biāo)志位功能如下：（1）TF1—定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)T1計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件使TF1置“1”，向CPU申請(qǐng)中斷。CPU響應(yīng)TF1中斷時(shí)，TF1標(biāo)志由硬件自動(dòng)清“0”，TF1也可由軟件清“0”。（2）TF0—定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，功能與TF1類(lèi)似。1415（3）IE1—外部中斷請(qǐng)求1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。（4）IE0—外部中斷請(qǐng)求0的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，功能與IE1類(lèi)似。（5）IT1—選擇外部中斷請(qǐng)求1為跳沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)。

IT1=0，電平觸發(fā)方式，引腳上低電平有效，并把IE1置“1”。轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件自動(dòng)把IE1清“0”。

IT1=1，跳沿觸發(fā)方式，加到引腳上的外部中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)電平從高到低的負(fù)跳變有效，并把IE1置“1”。轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件自動(dòng)把IE1清“0”。16（6）IT0—選擇外部中斷請(qǐng)求0為跳沿觸發(fā)方式還是電平觸發(fā)方式，其意義與IT1類(lèi)似。AT89S51復(fù)位后，TCON被清“0”，5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志均為0。TR1（D6位）、TR0（D4位）這2位與中斷系統(tǒng)無(wú)關(guān)，將在第6章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中介紹。16172.SCON寄存器串行口控制寄存器，字節(jié)地址為98H，可位尋址。

低二位鎖存串行口的發(fā)送中斷和接收中斷的中斷請(qǐng)求標(biāo)志TI和RI，格式如圖4-4所示。

17圖4-4SCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位18各標(biāo)志位的功能：（1）TI—串行口的發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。每發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，TI自動(dòng)置“1”。TI標(biāo)志必須由軟件清“0”。（2）RI—串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。串行口接收完一個(gè)串行數(shù)據(jù)幀，硬件自動(dòng)使RI中斷請(qǐng)求標(biāo)志置“1”。必須在中斷服務(wù)程序中用指令對(duì)RI清“0”。194.3中斷允許與中斷優(yōu)先級(jí)的控制中斷允許控制由中斷允許寄存器IE控制。

中斷優(yōu)先級(jí)控制由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP控制。4.3.1中斷允許寄存器IEAT89S51的對(duì)各中斷源的開(kāi)放或屏蔽，是由中斷允許寄存器IE控制的。IE字節(jié)地址為A8H，可位尋址，格式如圖4-5所示。1920

圖4-5中斷允許寄存器IE的格式IE對(duì)中斷的開(kāi)放和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制?？偟拈_(kāi)關(guān)中斷控制位EA（IE.7位），EA=0時(shí)，所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽；EA=1時(shí)，開(kāi)放中斷，但5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否允許，還要由IE中的低5位所對(duì)應(yīng)的5個(gè)中斷請(qǐng)求允許控制位的狀態(tài)來(lái)決定（圖4-5）。2021IE中各位功能如下：（1）EA—中斷允許總開(kāi)關(guān)控制位。

EA=0，所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽。

EA=1，所有的中斷請(qǐng)求被開(kāi)放。（2）ES——串行口中斷允許位。 ES=0，禁止串行口中斷。 ES=1，允許串行口中斷。（3）ET1——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷允許位。 ET1=0，禁止T1溢出中斷。

ET1=1，允許T1溢出中斷。

2122（4）EX1——外部中斷1中斷允許位。

EX1=0，禁止外部中斷1中斷。

EX1=1，允許外部中斷1中斷。（5）ET0——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷允許位。

ET0=0，禁止T0溢出中斷。

ET0=1，允許T0溢出中斷。（6）EX0——外部中斷0中斷允許位。

EX0=0，禁止外部中斷0中斷。 EX0=1，允許外部中斷0中斷。23AT89S51復(fù)位以后，IE被清“0”，所有中斷請(qǐng)求被禁止。IE中與各個(gè)中斷源相應(yīng)的位可用指令置“1”或清“0”。若使某一個(gè)中斷源被允許中斷，除了IE相應(yīng)的位被置“1”外，還必須使EA位置“1”。改變IE的內(nèi)容，可由位操作指令來(lái)實(shí)現(xiàn)（即SETBbit；CLRbit），也可用字節(jié)操作指令實(shí)現(xiàn)。2324【例4-1】若允許片內(nèi)2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷，并禁止其他中斷源的中斷請(qǐng)求，請(qǐng)編寫(xiě)設(shè)置IE的相應(yīng)程序段。（1）用位操作指令CLR ES ；禁止串行口中斷CLR EX0 ；禁止外部中斷0中斷CLR EX1 ；禁止外部中斷1中斷SETB ET0 ；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷SETB ET1 ；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷SETB EA ；總中斷開(kāi)關(guān)位開(kāi)放（2）用字節(jié)操作指令MOV IE，#8AH上述兩段程序?qū)E的設(shè)置是相同的。24254.3.2中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IPAT89S51的中斷請(qǐng)求源有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，由軟件分別設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷，可實(shí)現(xiàn)：

兩級(jí)中斷嵌套AT89S51正在執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)中斷的服務(wù)程序時(shí)，可被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷，待高優(yōu)先級(jí)中斷處理完畢后，再返回低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序。兩級(jí)中斷嵌套的過(guò)程如圖4-6所示。2526

26圖4-6兩級(jí)中斷嵌套的過(guò)程27各中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)關(guān)系，可歸納為兩條基本規(guī)則：（1）低優(yōu)先級(jí)可被高優(yōu)先級(jí)中斷，高優(yōu)先級(jí)不能被低優(yōu)先級(jí)中斷。如果某一中斷源被設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷，則不能被任何其他的中斷源的中斷請(qǐng)求所中斷。（2）任何一種中斷一旦得到響應(yīng)，不會(huì)被同級(jí)中斷源所中斷。中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，其字節(jié)地址為B8H，可位尋址。只要用程序改變其內(nèi)容，可進(jìn)行各中斷源中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置，IP寄存器的格式如圖4-7所示。2728

圖4-7IP寄存器的格式中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP各位的含義如下：（1）PS—串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位

1：高優(yōu)先級(jí)

0：低優(yōu)先級(jí)（2）PT1—定時(shí)器T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位

1：高優(yōu)先級(jí)

0：低優(yōu)先級(jí)2829（3）PX1—外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位

1：高優(yōu)先級(jí)

0：低優(yōu)先級(jí)（4）PT0—定時(shí)器T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位

1：高優(yōu)先級(jí)

0：低優(yōu)先級(jí)（5）PX0—外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位

1：高優(yōu)先級(jí)

0：低優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP用位操作指令或字節(jié)操作指令可更新IP的內(nèi)容，以改變中斷優(yōu)先級(jí)。AT89S51復(fù)位以后，IP的內(nèi)容為0，各個(gè)中斷源均為低優(yōu)先級(jí)中斷。2930AT89S51的中斷系統(tǒng)有兩個(gè)不可尋址的“優(yōu)先級(jí)激活觸發(fā)器”。一個(gè)指示某高優(yōu)先級(jí)的中斷正在執(zhí)行，所有后來(lái)的中斷均被阻止；另一個(gè)觸發(fā)器指示某低優(yōu)先級(jí)的中斷正在執(zhí)行，所有同級(jí)的中斷都被阻止，但不阻斷高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。在同時(shí)收到幾個(gè)同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，哪一個(gè)中斷請(qǐng)求能優(yōu)先得到響應(yīng)，取決于內(nèi)部的查詢(xún)順序。這相當(dāng)于在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)內(nèi)，還同時(shí)存在另一個(gè)輔助優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，其查詢(xún)順序見(jiàn)表4-1。3031

表4-1同級(jí)中斷的查詢(xún)次序

由此可見(jiàn)，各中斷源在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)的條件下，外部中斷0的中斷優(yōu)先權(quán)最高，串行口中斷優(yōu)先權(quán)最低。3132【例4-2】IP寄存器初始化，AT89S51的兩個(gè)外中斷請(qǐng)求為高優(yōu)先級(jí)，其他中斷請(qǐng)求為低優(yōu)先級(jí)。（1）用位操作指令SETBPX0 ；外中斷0設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)SETBPX1 ；外中斷1設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)CLRPS ；串行口設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)CLRPT0 ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為低優(yōu)先級(jí)CLRPT1 ；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1為低優(yōu)先級(jí)（2）用字節(jié)操作指令MOVIP，#05H32334.4響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，必須滿足以下必要條件：（1）總中斷允許開(kāi)關(guān)接通，即IE寄存器中的中斷總允許位EA=1。（2）該中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，即對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志為“1”。（3）該中斷源的中斷允許位置“1”，即該中斷被允許。（4）無(wú)同級(jí)或更高級(jí)中斷正在被服務(wù)。當(dāng)CPU查詢(xún)到有效的中斷請(qǐng)求時(shí)，在滿足上述條件時(shí)，緊接著就進(jìn)行中斷響應(yīng)。3334中斷響應(yīng)的過(guò)程：首先由硬件自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令“LCALLaddr16”。就是程序存儲(chǔ)區(qū)中相應(yīng)的中斷入口地址。例如，對(duì)于外部中斷1的響應(yīng)，硬件自動(dòng)生成的長(zhǎng)調(diào)用指令為

LCALL0013H首先將程序計(jì)數(shù)器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，使程序轉(zhuǎn)向響應(yīng)中斷請(qǐng)求的中斷入口地址。各中斷源服務(wù)程序的入口地址，如表4-2所示。3435

表4-2中斷入口地址表

兩個(gè)中斷入口間只相隔8字節(jié)，難以安放一個(gè)完整的中斷服務(wù)程序。因此，通常在中斷入口地址處放置一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，使程序執(zhí)行轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口。3536中斷響應(yīng)是有條件的，當(dāng)遇到下列三種情況之一時(shí)，中斷響應(yīng)被封鎖：（1）CPU正在處理同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的中斷。（2）所查詢(xún)的機(jī)器周期不是當(dāng)前正在執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。只有在當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后，才能進(jìn)行中斷響應(yīng)，以確保當(dāng)前指令執(zhí)行的完整性。（3）正在執(zhí)行的指令是RETI或是訪問(wèn)IE或IP的指令。因?yàn)榘凑誂T89S51中斷系統(tǒng)的規(guī)定，在執(zhí)行完這些指令后，需要再執(zhí)行完一條指令，才能響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求。如果存在上述三種情況之一，CPU將丟棄中斷查詢(xún)結(jié)果，不能對(duì)中斷進(jìn)行響應(yīng)。36374.5外部中斷的響應(yīng)時(shí)間使用外部中斷時(shí)，需考慮從外部中斷請(qǐng)求到轉(zhuǎn)向中斷入口地址所需的時(shí)間。外部中斷的最短響應(yīng)時(shí)間為3個(gè)機(jī)器周期。其中中斷請(qǐng)求標(biāo)志位查詢(xún)占1個(gè)機(jī)器周期，而這個(gè)機(jī)器周期恰好處于指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。在這個(gè)機(jī)器周期結(jié)束后，中斷即被響應(yīng)，CPU接著執(zhí)行一條硬件子程序調(diào)用指令LCALL到相中斷服務(wù)程序入口，需要2個(gè)機(jī)器周期。3738外部中斷響應(yīng)的最長(zhǎng)時(shí)間為8個(gè)機(jī)器周期。在CPU進(jìn)行中斷標(biāo)志查詢(xún)時(shí)，剛好才開(kāi)始執(zhí)行RETI或訪問(wèn)IE或IP的指令，需執(zhí)行完指令再繼續(xù)執(zhí)行一條指令后，才響應(yīng)中斷。執(zhí)行RETI或訪問(wèn)IE或IP的指令，最長(zhǎng)需要2個(gè)機(jī)器周期。接著再執(zhí)行一條指令，最長(zhǎng)指令（乘法指令MUL和除法指令DIV）來(lái)算，也只有4個(gè)機(jī)器周期。再加上硬件子程序調(diào)用指令LCALL的執(zhí)行，需要2個(gè)機(jī)器周期，所以，外部中斷響應(yīng)的最長(zhǎng)時(shí)間為8個(gè)機(jī)器周期。39如果已經(jīng)在處理同級(jí)或更高級(jí)中斷，外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間取決于正在執(zhí)行的中斷服務(wù)程序的處理時(shí)間，這種情況下，響應(yīng)時(shí)間就無(wú)法計(jì)算了。這樣，在一個(gè)單一中斷的系統(tǒng)里，AT89S51單片機(jī)對(duì)外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間總是在3～8個(gè)機(jī)器周期之間。39404.6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。4.6.1電平觸發(fā)方式外部中斷申請(qǐng)觸發(fā)器的狀態(tài)隨著CPU在每個(gè)機(jī)器周期采樣到的外部中斷輸入引腳的電平變化而變化。在中斷服務(wù)程序返回之前，外部中斷請(qǐng)求輸入必須無(wú)效（即外部中斷請(qǐng)求輸入已由低電平變?yōu)楦唠娖剑?，否則會(huì)再次響應(yīng)中斷。所以本方式適合于外部中斷以低電平輸入且中斷服務(wù)程序能清除外部中斷請(qǐng)求源（即外部中斷輸入電平又變?yōu)楦唠娖剑┑那闆r。40414.6.2跳沿觸發(fā)方式外部中斷申請(qǐng)觸發(fā)器能鎖存外部中斷輸入線上的負(fù)跳變。即使不能響應(yīng)，中斷請(qǐng)求標(biāo)志不丟失。相繼連續(xù)兩次采樣，一個(gè)機(jī)器周期為高，下一個(gè)機(jī)器周期采樣為低，則中斷申請(qǐng)觸發(fā)器置1，直到CPU響應(yīng)此中斷時(shí)，才清0。輸入的負(fù)脈沖寬度至少保持12個(gè)時(shí)鐘周期，才能被采樣到。適合于以負(fù)脈沖形式輸入的外部中斷請(qǐng)求。41424.7中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)某中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后，就存在著中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)問(wèn)題。1.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)

硬件自動(dòng)把中斷請(qǐng)求標(biāo)志位（TF0或TF1）清0，自動(dòng)撤銷(xiāo)。2.外部中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)（1）跳沿方式外部中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)包括兩項(xiàng)：中斷標(biāo)志位清0和外中斷信號(hào)的撤銷(xiāo)。

中斷標(biāo)志位清0是在中斷響應(yīng)后由硬件自動(dòng)完成的。

外中斷請(qǐng)求信號(hào)的撤銷(xiāo)，由于跳沿信號(hào)過(guò)后也就消失了，自動(dòng)撤銷(xiāo)。4243（2）電平方式外部中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)電平方式外中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)，其中斷請(qǐng)求標(biāo)志自動(dòng)撤銷(xiāo)，但中斷請(qǐng)求信號(hào)的低電平可能繼續(xù)存在，為此，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)輸入引腳從低電平強(qiáng)制改變?yōu)楦唠娖?，如圖4-8所示。

43圖4-8電平方式的外部中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)電路44由圖4-8，用D觸發(fā)器鎖存外來(lái)的中斷請(qǐng)求低電平，并通過(guò)D觸發(fā)器的輸出端Q接到INT0*（或INT1*）。所以，增加的D觸發(fā)器不影響中斷請(qǐng)求。中斷響應(yīng)后，利用D觸發(fā)器的SD端接AT89S51的P1.0端。因此，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”，撤銷(xiāo)低電平的中斷請(qǐng)求信號(hào)。負(fù)脈沖可在中斷服務(wù)程序中增加如下指令：

ORLP1，#01H ；P1.0為“1” ANLP1，#0FEH ；P1.0為“0” ORLP1，#01H ；P1.0為“1”

44453.串行口中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)響應(yīng)串行口的中斷后，CPU無(wú)法知道是接收中斷還是發(fā)送中斷，還需測(cè)試這兩個(gè)中斷標(biāo)志位，以判定是接收操作還是發(fā)送操作，然后才清除。所以串行口中斷請(qǐng)求的撤銷(xiāo)只能使用軟件的方法，在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行，即用如下指令在中斷服務(wù)程序中對(duì)串行口中斷標(biāo)志位進(jìn)行清除：

CLRTI ；清TI標(biāo)志位 CLRRI ；清RI標(biāo)志位

45464.8中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)1．中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)的任務(wù)任務(wù)有下列4條：（1）設(shè)置中斷允許控制寄存器IE，允許相應(yīng)中斷請(qǐng)求源中斷。（2）設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，確定所使用的中斷源優(yōu)先級(jí)。（3）若是外部中斷源，還要設(shè)置中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式?jīng)Q定采用電平觸發(fā)方式還是跳沿觸發(fā)方式。（4）編寫(xiě)中斷服務(wù)子程序，處理中斷請(qǐng)求。4647前3條一般放在主程序的初始化程序段中?！纠?-3】假設(shè)允許外部中斷0中斷，設(shè)定為高級(jí)中斷，采用跳沿觸發(fā)方式，其他中斷源為低級(jí)中斷。初始化程序如下：SETBEA；

EA位置1，總中斷開(kāi)關(guān)位開(kāi)放SETBEX0；EX0位置1，允許外部中斷0產(chǎn)生中斷SETBPX0；PX0位置1，外部中斷0為高優(yōu)先級(jí)中斷SETBIT0；IT0位置1，外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式47482．采用中斷時(shí)的主程序結(jié)構(gòu)程序必須先從主程序起始地址0000H執(zhí)行。所以，在0000H起始地址的幾個(gè)字節(jié)中，用無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，跳向主程序。另外，各中斷入口地址之間依次相差8字節(jié)，中斷服務(wù)子程序稍長(zhǎng)就超過(guò)8字節(jié)，這樣中斷服務(wù)子程序就占用了其他的中斷入口地址，影響其他中斷源的中斷處理。為此一般在進(jìn)入中斷后，用一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，把中斷服務(wù)子程序跳轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離其他中斷入口的入口地址處。4849常用的主程序結(jié)構(gòu)如下：

ORG 0000H

LJMPMAIN

ORG

X1X2X3X4H；某中斷源的中斷入口

LJMP

INT；INT為某中斷源的中斷入口標(biāo)號(hào) ……

ORGY1Y2Y3Y4H；Y1Y2Y3Y4H為主程序入口MAIN：主程序INT：中斷服務(wù)子程序注意：如果有多個(gè)中斷源，就有多個(gè)“ORGX1X2X3X4H”的入口地址，多個(gè)“中斷入口地址”必須依次由小到大排列。主程序MAIN的起始地址Y1Y2Y3Y4H，根據(jù)具體情況來(lái)安排。49503．中斷服務(wù)子程序的流程中斷服務(wù)子程序的基本流程如圖4-9所示。下面對(duì)有關(guān)中斷服務(wù)子程序執(zhí)行過(guò)程中的一些問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。50圖4-9中斷子服務(wù)程序的基本流程51（1）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)是指單片機(jī)中某些寄存器和存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。為使中斷服務(wù)子程序的執(zhí)行不破壞這些數(shù)據(jù)或狀態(tài)，因此要送入堆棧保存起來(lái)，這就是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)?，F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)一定要位于中斷處理程序的前面。中斷處理結(jié)束后，在返回主程序前，則需要把保存的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容從堆棧中彈出恢復(fù)原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)。現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)一定要位于中斷處理的后面。AT89S51的堆棧操作指令：“PUSHdirect”和“POPdirect”，是供現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)使用的。5152（2）關(guān)中斷和開(kāi)中斷現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)前關(guān)中斷，是為防止此時(shí)有高一級(jí)的中斷進(jìn)入，避免現(xiàn)場(chǎng)被破壞。現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)之后的開(kāi)中斷是為下一次的中斷做好準(zhǔn)備，也為了允許有更高級(jí)的中斷進(jìn)入。這樣，中斷處理可以被打斷，但原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)不允許更改，除了現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)的片刻外，仍然保持著中斷嵌套的功能。但有時(shí)候，一個(gè)重要的中斷，必須執(zhí)行完畢，不允許被其他的中斷嵌套?？稍诂F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前先關(guān)閉總中斷開(kāi)關(guān)位，待中斷處理完畢后再開(kāi)總中斷開(kāi)關(guān)位。這樣，需把圖4-9中的“中斷處理”步驟前后的“開(kāi)中斷”和“關(guān)中斷”去掉。5253（3）中斷處理應(yīng)用設(shè)計(jì)者根據(jù)任務(wù)的具體要求，來(lái)編寫(xiě)中斷處理部分的程序。（4）中斷返回中斷服務(wù)子程序最后一條指令必須是返回指令RETI。CPU執(zhí)行完這條指令后，把響應(yīng)中斷時(shí)所置1的不可尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清0，然后從堆棧中彈出棧頂上的兩個(gè)字節(jié)的斷點(diǎn)地址送到程序計(jì)數(shù)器PC，彈出的第一個(gè)字節(jié)送入PCH，彈出的第二個(gè)字節(jié)送入PCL，從斷點(diǎn)處重新執(zhí)行主程序。5354【例4-4】

根據(jù)圖4-9流程，編寫(xiě)中斷服務(wù)程序。設(shè)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)只將PSW寄存器和累加器A的內(nèi)容壓入堆棧中保護(hù)。一個(gè)典型的中斷服務(wù)子程序如下：INT： CLR EA ；CPU關(guān)中斷

PUSHPSW

；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)

PUSHAcc

SETBEA ；總中斷允許

中斷處理段

CLR EA ；關(guān)中斷

POP Acc

；現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)

POP PSW

SETB EA ；總中斷允許

RETI

；中斷返回，恢復(fù)斷點(diǎn)5455上述程序幾點(diǎn)說(shuō)明：（1）本例的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)假設(shè)僅僅涉及PSW和A的內(nèi)容，如有其他需要保護(hù)的內(nèi)容，只需在相應(yīng)位置再加幾條PUSH和POP指令即可。注意，堆棧的操作是先進(jìn)后出。（2）“中斷處理程序段”，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)中斷任務(wù)的具體要求，來(lái)編寫(xiě)中斷處理程序。（3）如果不允許被其他的中斷所中斷，可將“中斷處理程序段”前后的“SETBEA”和“CLREA”兩條指令去掉。（4）最后一條指令必須是返回指令RETI，不可缺少，CPU執(zhí)行完這條指令后，返回?cái)帱c(diǎn)處，重新執(zhí)行被中斷的主程序。55564.9多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際的應(yīng)用中，兩個(gè)外部中斷請(qǐng)求源往往不夠用，需對(duì)外部中斷源進(jìn)行擴(kuò)充，如圖4-10所示。系統(tǒng)有5個(gè)外部中斷請(qǐng)求源IR0～I(xiàn)R4，高電平有效。最高級(jí)的請(qǐng)求源IR0直接接到AT89S51的一個(gè)外部中斷請(qǐng)求輸入端INT0*，其余4個(gè)請(qǐng)求源IR1～I(xiàn)R4通過(guò)各自的OC門(mén)（集電極開(kāi)路門(mén)）連到AT89S51的另一個(gè)外中斷源輸入端INT1*

，同時(shí)還連到P1口的P1.0～P1.3腳，供AT89S51查詢(xún)。圖4-10所示電路，除了IR0優(yōu)先權(quán)級(jí)別最高外，其余4個(gè)外部中斷源的中斷優(yōu)先權(quán)取決于查詢(xún)順序。565757圖4-10中斷和查詢(xún)相結(jié)合的多外部中斷請(qǐng)求源系統(tǒng)58若圖4-10中的4個(gè)外設(shè)中有一個(gè)外設(shè)提出高電平有效的中斷請(qǐng)求信號(hào)，則中斷請(qǐng)求通過(guò)4個(gè)集電極開(kāi)路OC門(mén)的輸出公共點(diǎn)，即INT1*腳的電平就會(huì)變低。究竟是哪個(gè)外設(shè)提出的請(qǐng)求，要通過(guò)程序查詢(xún)P1.0～P1.3引腳上的邏輯電平來(lái)確定。本例假設(shè)某一時(shí)刻只能有一個(gè)外設(shè)提出中斷請(qǐng)求，并設(shè)IR1～I(xiàn)R4這4個(gè)中斷請(qǐng)求源的高電平可由相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序清“0”，則中斷服務(wù)子程序如下：ORG 0013H ；INT1*的中斷入口LJMP INT1 ……ORG 0100H5859INT1: PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) PUSH Acc JB P1.0，IR1；如P1.0為高，則IR1有請(qǐng)求，跳IR1處理 JB P1.1，IR2；如P1.1為高，則IR2有請(qǐng)求，跳IR2處理

JB P1.2，IR3；如P1.2為高，則IR3有請(qǐng)求，跳IR3處理

JB P1.3，IR4；如P1.3為高，則IR4有請(qǐng)求，跳IR4處理INTIR:POP Acc ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP PSW RETI ；中斷返回5960IR1:

AJMP INTIR；IR1處理完，跳INTIR處執(zhí)行IR2:

AJMPINTIR；IR2處理完，跳INTIR處執(zhí)行IR3:

AJMPINTIR；IR3處理完，跳INTIR處執(zhí)行IR4:

AJMPINTIR；IR4處理完，跳INTIR處執(zhí)行查詢(xún)法擴(kuò)展外部中斷源比較簡(jiǎn)單，但是擴(kuò)展的外部中斷源個(gè)數(shù)較多時(shí)，查詢(xún)時(shí)間稍長(zhǎng)。60IR1的中斷處理子程序IR2的中斷處理子程序IR3的中斷處理子程序IR4的中斷處理子程序614.9.2用優(yōu)先權(quán)編碼器擴(kuò)展外部中斷源當(dāng)需要處理的外部中斷源數(shù)目較多而又要求響應(yīng)速度很快時(shí)，上述的軟件查詢(xún)方法常常滿足不了時(shí)間上的要求。因?yàn)樵谕獠恐袛嘣春芏嗟那闆r下，響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中斷和響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最低的中斷所需的查詢(xún)時(shí)間可能相差很大。如果采用硬件對(duì)外部中斷源進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排隊(duì)就可避免這個(gè)問(wèn)題。下面介紹采用優(yōu)先權(quán)編碼器擴(kuò)展外部中斷源的方法。74LS148是一種優(yōu)先權(quán)編碼器，利用74LS148擴(kuò)展AT89S51外部中斷源的電路如圖4-11所示，74LS148的真值表見(jiàn)表4-1。74LS148具有8個(gè)輸入端“0～7”，用作8個(gè)外部中斷請(qǐng)求IR0*～I(xiàn)R7*輸入端，3個(gè)編碼輸出端A2～A0與單片機(jī)的P1.3～P1.1口線相連，編碼器輸出控制端與單片機(jī)的外中斷請(qǐng)求輸入腳INT1*相連。62圖4-11擴(kuò)展8個(gè)外部中斷源的硬件電路6364在使能端EI*端為低電平的情況下，只要其8輸入端中任一輸入為低電平，就有一組相應(yīng)的編碼從A2～A0端輸出，且同時(shí)編碼器輸出端輸出為低電平。如果8中斷源IR0*～I(xiàn)R7*中有多個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)（低有效），其優(yōu)先權(quán)最高的一組編碼就出現(xiàn)在單片機(jī)的P1.3～P1.1口線上，此時(shí)GS*端為低電平，則AT89S51的INT1*端就為低電平，若中斷被允許，就可以響應(yīng)外部中斷源所提出的中斷請(qǐng)求。65例如，中斷請(qǐng)求源IR1*、IR4*與IR6*同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求的情況下，GS*端為低電平，向INT1*發(fā)出中斷請(qǐng)求，同時(shí)A2～A0端僅輸出中斷優(yōu)先級(jí)最高的編碼“001”，當(dāng)單片機(jī)響應(yīng)該中斷請(qǐng)求信號(hào)后，進(jìn)入INT1*中斷服務(wù)子程序，然后讀入從P1.3～P1.1輸入的編碼“001”，從而去響應(yīng)的中斷請(qǐng)求。為了使程序轉(zhuǎn)向各中斷源的中斷服務(wù)子程序，必須在AT89S51的INT1*的中斷服務(wù)程序中編寫(xiě)如下引導(dǎo)程序：66ORG0013H ；中斷入口

AJMP INT1P ；跳向的中斷處理子程序

ORG0040HINT1P：ORL P1,#00001110B ；中斷服務(wù)程序，設(shè)置P1.3、

；P1.2、P1.1為輸入

MOV A,P1 ；P1口內(nèi)容送累加器

ANLA,#00001110B ；屏蔽除P1.3、P1.2、P1.1以；外的位