《單片機原理及工程應(yīng)用》課件-第4章 中斷系統(tǒng)及定時器應(yīng)用（第1次課）中斷

14.151系列單片機的中斷系統(tǒng)4.1.1中斷的概念

所謂中斷是指計算機在執(zhí)行某一程序的過程中,由于計算機系統(tǒng)內(nèi)部或外部的某種原因,CPU必須暫時停止現(xiàn)行程序的執(zhí)行，而自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行預(yù)先安排好的處理該事件的服務(wù)子程序，待處理結(jié)束之后,再回來繼續(xù)執(zhí)行被中止的程序的過程。實現(xiàn)這種中斷功能的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng)。2中斷源：中斷請求信號的來源。包括中斷請求信號的產(chǎn)生及該信號怎樣被CPU有效地識別。要求中斷請求信號產(chǎn)生一次，只能被CPU接收處理一次，不能一次中斷申請被CPU多次響應(yīng)。這就涉及到中斷請求信號的及時撤除問題。3(2)中斷響應(yīng)與返回：CPU采集到中斷請求信號后，怎樣轉(zhuǎn)向特定的中斷服務(wù)子程序及執(zhí)行完中斷服務(wù)子程序怎樣返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行。中斷響應(yīng)與返回的過程中涉及到CPU響應(yīng)中斷的條件、現(xiàn)場保護、現(xiàn)場恢復(fù)等問題。4(3)優(yōu)先級控制：一個計算機應(yīng)用系統(tǒng)，特別是計算機實時測控系統(tǒng)，往往有多個中斷源，各中斷源的重要程度又有輕重緩急之分。5中斷系統(tǒng)遵循如下規(guī)則：

(1)先高后低—對于不同優(yōu)先級的中斷源同時請求中斷時，CPU首先響應(yīng)優(yōu)先級最高的中斷請求。

(2)約定順序—相同優(yōu)先級的中斷源同時請求中斷時，按約定順序響應(yīng)。

(3)停低轉(zhuǎn)高—正在處理低優(yōu)先級中斷而又有高優(yōu)先級中斷源請求中斷時，中斷正在進行的操作，轉(zhuǎn)去響應(yīng)高優(yōu)先級中斷，處理完成后再返回繼續(xù)處理低優(yōu)先級中斷。（4）高不理低—CPU正在處理高優(yōu)先級中斷而又有低優(yōu)先級中斷源請求中斷時，繼續(xù)處理高優(yōu)先級中斷，而不理會低優(yōu)先級的中斷請求，待處理完高優(yōu)先級中斷后才響應(yīng)低優(yōu)先級的中斷請求。651單片機中斷系統(tǒng)T1TXRXTCONSCON中斷標(biāo)志IE0TF0IE1TF1TIRI≥IEEX0EA源允許總允許ET0EX1ET1ES中斷允許IPPX0PSPT1PX1PT0優(yōu)先級中斷入口地址中斷標(biāo)識查詢順序先級中斷請求優(yōu)高硬件查詢中斷入口地址中斷標(biāo)識查詢順序優(yōu)先級中斷請求低1010101010IT0=0IT0=1INT0T0IT1=0IT1=1INT1117相關(guān)特殊功能寄存器定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON：地址為88H8IT0(1)：外部中斷0(1)的觸發(fā)方式控制位。IE0(1)：外部中斷0(1)的中斷請求標(biāo)志位。TF0(1)：定時器/計數(shù)器中斷0（1）的中斷請求標(biāo)志位。TR0(1):定時器/計數(shù)器中斷0（1）啟動控制位。9中斷允許寄存器IE：地址為A8HEX0（1）：外部中斷0（1）的中斷允許位。EX0=0，禁止外部中斷0中斷；EX0=1允許外部中斷0中斷。ET0（1）：定時器/計數(shù)器T0（1）的溢出中斷允許位。ET0=0，禁止T0中斷；ET0=1，允許T0中斷。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。ET2：定時器/計數(shù)器T2的溢出中斷允許位，只用于52子系列，51子系列無此位。ET2=0，禁止T2中斷；ET2=1，允許T2中斷。EA：中斷允許總控位。EA=0，禁止所有的中斷請求；EA=1，開放所有的中斷請求，但是否允許各中斷源的中斷的中斷請求，還要取決于各中斷源的中斷允許控制位的狀態(tài)。10中斷優(yōu)先級控制寄存器IP：地址為B8HPX0：外部中斷0的中斷優(yōu)先級控制位。PT0：定時器/計數(shù)器T0的中斷優(yōu)先級控制位。PX1：外部中斷1的中斷優(yōu)先級控制位。PT1：定時器/計數(shù)器T1的中斷優(yōu)先級控制位。PS：串行口的中斷優(yōu)先級控制位。PT2：定時器/計數(shù)器T2的中斷優(yōu)先級控制位，只用于52子系列。11請注意：

（1）當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，IP全部清0，所有中斷源均設(shè)定為低優(yōu)先級中斷。

（2）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)先級約定順序確定先響應(yīng)哪個中斷請求。中斷源自然優(yōu)先級外部中斷0最高↓↓↓↓↓最低定時器/計數(shù)器T0中斷外部中斷1定時器/計數(shù)器T1中斷串行口中斷124.1.4中斷響應(yīng)1.中斷響應(yīng)的條件單片機響應(yīng)中斷時必須同時滿足以下5個條件：（1）有中斷源發(fā)出中斷請求。（2）中斷總允許位EA=1（CPU開中斷）。（3）申請中斷的中斷源對應(yīng)的中斷允許控制位為1

（4）當(dāng)前指令執(zhí)行完。正在執(zhí)行RETI中斷返回指令或訪問專用寄存器IE和IP的指令時，CPU執(zhí)行完該指令和緊隨其后的另一條指令后才會響應(yīng)中斷。（5）CPU沒有響應(yīng)同級或高優(yōu)先級的中斷。

滿足以上條件，CPU才會響應(yīng)中斷。132.中斷響應(yīng)過程

CPU響應(yīng)中斷后，由硬件自動執(zhí)行如下的功能操作：

(1)保護斷點，即把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧保存。

(2)清內(nèi)部硬件可清除的中斷請求標(biāo)志位(IE0、IE1、TF0、TF1)。

(3)把被響應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址送入PC，從而轉(zhuǎn)向相應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行。1451系列單片機中斷入口地址功能入口地址系統(tǒng)復(fù)位0000H外部中斷0（INT0)0003H定時/計數(shù)器0(T0)000BH外部中斷1（INT1)0013H定時/計數(shù)器1(T1)001BH串行口中斷0023H定時/計數(shù)器2(T2)002BH154.1.5中斷系統(tǒng)的應(yīng)用

必要工作

（1）明確任務(wù)，確定采用哪些中斷源（2）確定中斷源觸發(fā)方式（3）中斷優(yōu)先級分配（4）中斷源及中斷標(biāo)志位的撤除方法（5）中斷服務(wù)程序要完成的任務(wù)（6）中斷服務(wù)程序入口地址的設(shè)置（7）中斷允許設(shè)置16

若把外部中斷設(shè)置為邊沿觸發(fā)方式，CPU在每個機器周期都采樣。為了保證CPU能檢測到負跳變，輸入到引腳上的高電平與低電平至少應(yīng)保持1個機器周期。對于電平觸發(fā)的外部中斷，在中斷返回之前，需要外接電路來撤消中斷請求輸入引腳上的低電平，否則將再次中斷，導(dǎo)致一次申請被CPU多次響應(yīng)而出錯。外部中斷源的要求17圖4.2是電平觸發(fā)方式下外部中斷的請求電路。外部中斷請求信號通過D觸發(fā)器加到單片機/INTX引腳上。當(dāng)外部中斷請求信號使D觸發(fā)器的CLK端發(fā)生負跳變時，由于D端接地，Q端輸出0，向單片機發(fā)出中斷請求。CPU響應(yīng)中斷后，利用一根口線，如P1.0作應(yīng)答線，用P1.0控制D觸發(fā)器的置1端。在中斷服務(wù)程序中用以下兩條指令來撤除中斷請求。

ANLP1,#0FEH

ORLP1,#01H

外部中斷源的拆除18中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例例：利用中斷方式實現(xiàn)輸入輸出。在圖中，每按一次P按鈕便在/INT0的輸入端產(chǎn)生一個負脈沖，向CPU請求中斷，響應(yīng)中斷后，讀取開關(guān)K0～K3上的數(shù)據(jù)，輸出到發(fā)光二極管L0～L3顯示。19要做的工作：（1）明確任務(wù)，確定采用哪些中斷源（2）確定中斷源觸發(fā)方式（3）中斷優(yōu)先級分配（4）中斷源及中斷標(biāo)志位的撤除方法（5）中斷服務(wù)程序要完成的任務(wù)（6）中斷服務(wù)程序入口地址的設(shè)置（7）中斷允許設(shè)置20請各位動筆寫寫程序！21解：主程序和中斷服務(wù)子程序如下：

ORG0000H LJMPMAIN ；上電自動轉(zhuǎn)向主程序

ORG0003H LJMPINT0SUB；指向INT0的中斷服務(wù)子程序

… ORG0040HMAIN: MOVSP,#60H ；設(shè)置堆棧指針

SETBIT0 ；選擇INT0為負沿觸發(fā)方式

SETBEX0 ；允許INT0中斷

SETBEA ；開CPU中斷HERE: SJMPHERE ；等待中斷

；INT0的中斷服務(wù)子程序

ORG0200HINT0SUB:MOV P1,#0FH；數(shù)據(jù)送P1口，設(shè)置P1.0～P1.3為輸入 MOV A,P1 ；讀K0～K3上的數(shù)據(jù)

SWAPA ；A的低4位與高4位交換

ORLA,#0FH MOV P1,A ；數(shù)據(jù)送L0～L3 RETI ；中斷返回

END22課后作業(yè)

P143

4.14.2勤學(xué)多練！23例：P1口接了8個發(fā)光管負極，發(fā)光管正極通過上拉電阻接電源，請編程形成一個循環(huán)燈。電路如圖所示。已有0.5秒的延時程序：YS05 實驗內(nèi)容24

ORG0000H LJMPMAIN;循環(huán)燈左循環(huán) ORG0040HMAIN: MOVSP,#60H MOVA,#0FEHLOOP1: M