【單片機(jī)知識】第4章 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

微機(jī)原理及應(yīng)用編輯ppt第4章MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

編輯ppt4.1中斷的概念中斷是指在CPU正在處理某項(xiàng)事務(wù)的時(shí)候，如果外界或內(nèi)部發(fā)生了緊急事件，要求CPU暫停正在運(yùn)行的工作轉(zhuǎn)而去處理這個(gè)緊急事件，待處理完后再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來被打斷了的工作的過程。中斷是計(jì)算機(jī)中一個(gè)很重要的概念，中斷技術(shù)的引入使計(jì)算機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用都大大地推進(jìn)了一步?？梢哉f：沒有中斷技術(shù)，就沒有目前計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用。編輯ppt中斷服務(wù)程序主程序繼續(xù)主程序響應(yīng)中斷返回低級中斷主程序繼續(xù)主程序中斷返回高級中斷中斷返回編輯ppt4.28051中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及中斷控制MCS-51系列單片機(jī)有5個(gè)中斷源和其相應(yīng)的控制寄存器。

1.中斷源產(chǎn)生中斷的請求源叫中斷源。MCS-51系列單片機(jī)的5個(gè)中斷源，包括2個(gè)外部中斷源和3個(gè)內(nèi)部中斷源。MCS-51系列單片機(jī)能提供兩個(gè)中斷優(yōu)先級，實(shí)現(xiàn)兩級中斷嵌套。編輯ppt振蕩器和時(shí)序OSC程序存儲器4KBROM數(shù)據(jù)存儲器4KBRAM64KB總線擴(kuò)展控制器可編程I/O可編程全雙工串行口8051CPU2×16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器外時(shí)鐘源內(nèi)中斷外中斷控制并行口串行通信外部事件計(jì)數(shù)1MCS-51單片機(jī)總體構(gòu)框圖編輯ppt

2個(gè)外部中斷源是外部中斷0和外部中斷1，相應(yīng)的中斷請求信號輸入端是INT0和INT1。

3個(gè)內(nèi)部中斷源是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷，串行口的發(fā)送和接收中斷(TI和RI)。編輯ppt

外部中斷請求有兩種觸發(fā)方式：電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。電平觸發(fā)邊沿觸發(fā)高低編輯ppt2.TCON寄存器

TCON是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0和1（T0、T1）的控制寄存器，同時(shí)也用來鎖存T0、T1的溢出中斷申請標(biāo)志和外部中斷請求標(biāo)志。TCON(88H)D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TF0IE1IT1IE0IT0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷請求標(biāo)志,由硬件置位。INT1、INT0請求標(biāo)志，由硬件置位。INT1、INT0觸發(fā)方式控制位，由軟件置位或復(fù)位。IT1=0時(shí)，INT1為電平觸發(fā)，IT1=1為邊沿觸發(fā)；IT0同理(對應(yīng)INT0)。編輯ppt3.SCON寄存器

SCON為串行口控制寄存器，其中的低2位用作串行口中斷請求標(biāo)志。編輯ppt4.在MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)中，中斷的允許或禁止是由片內(nèi)的中斷允許寄存器IE控制的。IE(A8H)D7D6D5D4D3D2D1D0EAESET1EX1ET0EX0CPU中斷允許標(biāo)志位。EA=0時(shí)，關(guān)中斷；EA=1時(shí)，開中斷。串口中斷允許標(biāo)志位。EA=0時(shí)，關(guān)串口中斷；EA=1時(shí)，開串口中斷。T1、T0溢出中斷允許標(biāo)志位。ET1=0時(shí)，關(guān)T1中斷；ET1=1時(shí)，開T1中斷。ET0同理(對應(yīng)T0)。外部中斷允許標(biāo)志位。EX1=0時(shí)，關(guān)INT1中斷；EX1=1時(shí)，開INT1中斷。EX0同理(對應(yīng)INT0)。編輯ppt例：假設(shè)允許片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷，禁止其他中斷，設(shè)置相應(yīng)的IE值。MOVIE,#8AH或SETBET0SETBET1SETBEA編輯ppt5.MCS-51系列單片機(jī)的中斷優(yōu)先級控制是由中斷優(yōu)先級寄存器IP控制的。

IP(B8H)D7D6D5D4D3D2D1D0PSPT1PX1PT0PX0串口中斷T1中斷外部中斷1T0中斷外部中斷0優(yōu)先級可以用軟件進(jìn)行設(shè)置，單片機(jī)復(fù)位后，IP中的各位均被清0。編輯ppt例：設(shè)8031的片外中斷為高優(yōu)先級，片內(nèi)中斷為低優(yōu)先級，設(shè)置IP相應(yīng)的值。MOVIP,#05H或SETBPX0SETBPX1CLRPSCLRPT0CLRPT1

編輯pptMCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)應(yīng)遵循的原則：1、低優(yōu)先級中斷可被高優(yōu)先級中斷請求所中斷，反之則不能。2、同級的中斷請求不能打斷已經(jīng)執(zhí)行的同級中斷。中斷源自然優(yōu)先級外部中斷0最高定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部中斷1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1串行口最低編輯ppt中斷響應(yīng)條件：必須要有中斷請求中斷源的中斷允許位為1（即IE中的總允許位EA＝1，且IE相應(yīng)的中斷允許位為1）無同級或高級中斷正在服務(wù)現(xiàn)行指令執(zhí)行完最后一個(gè)機(jī)器周期。編輯ppt4.3中斷響應(yīng)過程CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻采樣各中斷源的中斷請求信號，并將它鎖存在TCON或SCON中的相應(yīng)位。在下一個(gè)機(jī)器周期對采樣到的中斷請求標(biāo)志進(jìn)行查詢。如果查詢到中斷請求標(biāo)志，則按優(yōu)先級高低進(jìn)行中斷處理，中斷系統(tǒng)將通過硬件自動將相應(yīng)的中斷矢量地址裝入PC，以便進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。編輯ppt4.4中斷響應(yīng)時(shí)間在不同的情況下CPU響應(yīng)中斷的時(shí)間是不同的。以外部中斷為例，INT0和INT1引腳的電平在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻經(jīng)反相鎖存到TCON的IE0和IE1標(biāo)志位，CPU在下一個(gè)機(jī)器周期才會查詢到新置入的IE0和IE1，如果滿足響應(yīng)條件，CPU響應(yīng)中斷時(shí)要用兩個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行一條硬件長調(diào)用指令“LCALL”，由硬件完成將中斷矢量地址裝入程序指針PC中，使程序轉(zhuǎn)入中斷矢量入口。因此，從產(chǎn)生外部中斷到開始執(zhí)行中斷程序至少需要三個(gè)完整的機(jī)器周期。編輯ppt4.5中斷響應(yīng)后中斷請求的撤除

中斷源提出中斷申請，在CPU響應(yīng)此中斷請求后，該中斷源之中斷請求在中斷返回之前應(yīng)當(dāng)撤除，以免引起重復(fù)中斷，被再次響應(yīng)。對于邊沿觸發(fā)的外部中斷，CPU在響應(yīng)中斷后由硬件自動清除相應(yīng)的中斷請求標(biāo)志IE0和IE1。對于電平觸發(fā)的外部中斷，必須外加硬件來撤銷中斷請求。對于定時(shí)器溢出中斷，CPU在響應(yīng)中斷后就由硬件消除了相應(yīng)的中斷請求標(biāo)志TF0、TF1。對于串行口中斷，CPU在響應(yīng)中斷后并不自動清除中斷請求標(biāo)志RI或TI，因此必須在中斷服務(wù)程序中用軟件來清除。編輯ppt中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例：外部中斷源的擴(kuò)展INT0裝置1裝置2裝置3裝置48051P1.4P1.5P1.6P1.7ORG0003HLJMPINT0INT0:PUSHPSWPUSHACCJBP1.7,DV1JBP1.6,DV2JBP1.5,DV3JBP1.4,DV4GB:POPACCPOPPSWRETIDV1:…AJMPGBDV2:…AJMPGBDV3:…AJMPGBDV4:…AJMPGB編輯ppt設(shè)計(jì)一個(gè)程序，能夠?qū)崟r(shí)顯示INT0引腳上出現(xiàn)的負(fù)跳變信號的累計(jì)數(shù)。主程序：

ORG0000HAJMPMAINORG0003HAJMPIP0ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HSETBIT0SETBEASETBEX0MOVR7,#00HLP:ACALLDISPAJMPLP中斷服務(wù)子程序：IP0:INCR7RETI中斷程序舉例：編輯ppt例：

X1、X2、X3為3個(gè)故障輸入，當(dāng)系統(tǒng)無故障時(shí)，它們?nèi)珵榈碗娖剑?個(gè)燈不亮；當(dāng)某部分出現(xiàn)故障時(shí)，其對應(yīng)的輸入端由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑥亩饐纹瑱C(jī)中斷，并點(diǎn)亮對應(yīng)的發(fā)光二極管。編輯ppt主程序：

ORG0000HAJMPMAINORG0003HAJMPSERVEMAIN:ORLP1,#0FFH；P1口設(shè)初值，燈全滅SETBIT0；選擇邊沿觸發(fā)方式SETBEX0；允許INT0中斷SETBEA；開CPU中斷SJMP$；等待中斷中斷服務(wù)子程序：SERVE:JNBP1.0,L1；若X1無故障(P1.0=0)，跳到L1CLRP1.3；點(diǎn)亮L