4.4中斷系統(tǒng)課件

中斷系統(tǒng)一、中斷的概念1、中斷的定義：是指計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中，由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)、外的某種原因使其暫時(shí)中止原程序的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去為該突發(fā)事件服務(wù)，在處理完成后再返回原程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。2、中斷系統(tǒng)的功能（1）實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)：當(dāng)某一個(gè)中斷源申請(qǐng)中斷時(shí)，CPU應(yīng)能夠決定是否可以響應(yīng)該中斷，如果可以響應(yīng)則應(yīng)能保護(hù)斷點(diǎn)與現(xiàn)場(chǎng)，并轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的入口地址。（2）實(shí)現(xiàn)中斷返回：中斷系統(tǒng)應(yīng)能夠在執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并遇到中斷返回指令時(shí)，自動(dòng)取出保存在堆棧中的斷點(diǎn)地址，以返回到原程序斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行原程序。（3）中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)（4）實(shí)現(xiàn)中斷嵌套二、MCS-51型單片機(jī)的中斷系統(tǒng)（一）中斷源與中斷請(qǐng)求信號(hào)8051型單片機(jī)的5個(gè)中斷源為：2個(gè)外部中斷、2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷及1個(gè)串行口中斷。1、外部中斷源：（1）外部中斷源組成外部中斷0（INT0）：中斷請(qǐng)求信號(hào)由引腳P3·2輸入。外部中斷1（INT1）：中斷請(qǐng)求信號(hào)由引腳P3·3輸入。（2）外部中斷源的觸發(fā)方式：電平觸發(fā)方式和脈沖下降沿觸發(fā)方式。2、定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷（1）定時(shí)/計(jì)數(shù)器0（T0）：當(dāng)作為定時(shí)器使用時(shí)，其中斷請(qǐng)求信號(hào)取自內(nèi)部定時(shí)脈沖；當(dāng)作為計(jì)數(shù)器使用時(shí)，其中斷請(qǐng)求信號(hào)取自P3·4引腳。（2）定時(shí)/計(jì)數(shù)器1（T1）：當(dāng)作為定時(shí)器使用時(shí)，其中斷請(qǐng)求信號(hào)取自內(nèi)部定時(shí)脈沖；當(dāng)作為計(jì)數(shù)器使用時(shí)，其中斷請(qǐng)求信號(hào)取自P3·5引腳。3、串行口中斷：串行口中斷分為發(fā)送中斷與接收中斷。（二）、中斷控制1、定時(shí)器控制寄存器（TCON）（1）定時(shí)器控制寄存器字節(jié)地址為88H，是可位尋址的SFR，其位地址為88H～8FH8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0（2）定時(shí)器控制寄存器功能：既是T0/T1的啟閉控制寄存器，同時(shí)也鎖存T0/T1及外部中斷0/外部中斷1的中斷標(biāo)志。（只介紹與中斷有關(guān)的標(biāo)志）·IE0/IE1：外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志

·IT1/IT0：外部中斷請(qǐng)求信號(hào)方式控制位。·TF0/TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。

2、串行口控制寄存器（SCON）（1）串行口控制寄存器的字節(jié)地址為98H，可位尋址，其位地址為98H～9FH（2）SCON寄存器中與中斷有關(guān)的標(biāo)志位只有TI、RI兩位·TI：串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。每當(dāng)發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)，由硬件將該位置1，在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序后由軟件將該位清0?！I：串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。每當(dāng)接收完一幀串行數(shù)據(jù)，由硬件將該位置1，在轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序后由軟件將該位清0。3、中斷允許控制寄存器（IE）（1）中斷允許控制寄存器的字節(jié)地址為A8H，可位尋址，其位地址為A8H～AFHAFHAEHADHACHABHAAHA9HA8HEAESET1EX1ET0EX0（2）·EA：中斷允許總控位。當(dāng)EA=0，則所有中斷請(qǐng)求均被禁止。當(dāng)EA=1，則是否允許中斷由各個(gè)中斷控制位決定。·EX0/EX1：外部中斷0/外部中斷1中斷允許控制位。若為1，則對(duì)應(yīng)的外部中斷源可以申請(qǐng)中斷。否則，對(duì)應(yīng)外部中斷申請(qǐng)被禁止。

·ET0/ET1：T0/T1中斷允許控制位。若為1，則對(duì)應(yīng)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以申請(qǐng)中斷。否則，對(duì)應(yīng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器不能申請(qǐng)中斷?！S：串行口中斷控制位。ES=1，允許串行口中斷；ES=0，禁止串行口中斷。4、中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（IP）（1）中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器的字節(jié)地址為B8H，可位尋址，其位地址為B8H～BFHBFHBEHBDHBCHBBHBAHB9HB8HEAPSPT1PX1PT0PX0（2）·PX0：外部中斷0優(yōu)先級(jí)設(shè)定控制位。若PX0=1，則外部中斷0設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷；否則就是低優(yōu)先級(jí)中斷?！X1：外部中斷1優(yōu)先級(jí)設(shè)定控制位。若PX1=1，則外部中斷1設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷；否則就是低優(yōu)先級(jí)中斷?！T0：T0中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定控制位。若PT0=1，則定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷；否則就是低優(yōu)先級(jí)中斷?！T1：T1中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定控制位。若PT1=1，則定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷；否則就是低優(yōu)先級(jí)中斷。·PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定控制位。若PS=1，串行口中斷設(shè)定為高優(yōu)先級(jí)中斷；否則就是低優(yōu)先級(jí)中斷。（3）中斷優(yōu)先級(jí)的控制原則·低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求不能打斷高優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)，但高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求可以打斷低優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)?！ね?jí)中斷請(qǐng)求不能打斷同級(jí)中斷服務(wù)?！と绻鄠€(gè)同級(jí)中斷源同時(shí)申請(qǐng)中斷，則CPU按如下默認(rèn)順序響應(yīng)

外部中斷0定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部中斷1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1串行中斷高低三、中斷響應(yīng)條件及響應(yīng)過程（一）中斷響應(yīng)條件1、有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求2、中斷總允許位EA=13、申請(qǐng)中斷的中斷源允許但若有下列任一情況存在，則中斷應(yīng)會(huì)受阻斷1、CPU正在響應(yīng)同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷2、當(dāng)前指令未執(zhí)行完3、正在執(zhí)行RETI中斷返回指令或訪問專用寄存器IE和IP的指令（二）中斷響應(yīng)過程中斷響應(yīng)過程包括：保護(hù)斷點(diǎn)和將程序轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的入口地址。

中斷服務(wù)程序的入口地址如下：中斷源入口地址INT00003HT0000BHINT10013HT1001BH串行口中斷0023H（三）中斷返回中斷返回是指中斷服務(wù)完后，計(jì)算機(jī)返回原來斷開的位置，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(shí)現(xiàn)。該指令的功能是把斷點(diǎn)地址從堆棧中彈出，送回程序計(jì)數(shù)器PC，此外，還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，并同時(shí)清除優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器。（四）中斷請(qǐng)求的撤除1、定時(shí)器中斷請(qǐng)求的撤除對(duì)于定時(shí)器0或1溢出中斷，CPU在響應(yīng)中斷后即由硬件自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位TF0或TF1，無需采用其它措施。2、串行口中斷請(qǐng)求的撤除對(duì)于串行口中斷，CPU在響應(yīng)中斷后，硬件不能自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位TI、RI，必須在中斷服務(wù)程序中用軟件將其清除。3、外部中斷請(qǐng)求的撤除·對(duì)于邊沿觸發(fā)的外部中斷0或1，CPU在響應(yīng)中斷后即由硬件自動(dòng)清除其中斷標(biāo)志位IE0或IE1，無需采用其它措施?！?duì)于電平觸發(fā)的外部中斷，需通過硬件再配合軟件才能解決這個(gè)問題。（六）中斷系統(tǒng)的應(yīng)用1、中斷初始化：中斷初始化應(yīng)在產(chǎn)生中斷請(qǐng)求前完成，一般放在主程序中，與主程序其它初始化內(nèi)容一起完成設(shè)置。（1）設(shè)置堆棧指針SP·深度要求不高且工作寄存器組1～3不用時(shí)，可維持復(fù)位時(shí)狀態(tài)?？稍O(shè)SP=07H，深度為24字節(jié)（20H～2FH為位尋址區(qū)）?！ひ笥幸欢ㄉ疃葧r(shí)，可設(shè)置SP=60H或50H，深度分別為32字節(jié)和48字節(jié)。（2）定義中斷優(yōu)先級(jí)：根據(jù)中斷源的輕重緩急，劃分高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)。用“MOVIP，#XXH”或“SETBXX”指令設(shè)置。（3）定義外中斷觸發(fā)方式：一般情況，定義邊沿觸發(fā)方式為宜。若外中斷信號(hào)無法適用邊沿觸發(fā)方式，必須采用電平觸發(fā)時(shí)，應(yīng)在硬件電路上和中斷服務(wù)程序中采取撤消中斷請(qǐng)求信號(hào)的措施。（4）開放中斷：開放中斷必須同時(shí)開放二級(jí)控制，即同時(shí)置位EA和需要開放中斷的中斷允許控制位?？捎谩癕OVIE，#XXH”指令設(shè)置，也可用“SETBEA”和“SETBXX”位操作指令設(shè)置。2、中斷服務(wù)主程序（1）在中斷服務(wù)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。（2）根據(jù)需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)不是中斷服務(wù)程序的必要部分。通常是保護(hù)ACC、PSW、和DPTR等特殊功能寄存器中的內(nèi)容。（3）中斷源請(qǐng)求中斷服務(wù)要求的操作，這是中斷服務(wù)程序的主體。（4）若是外中斷電平觸發(fā)方式