MCS-51单片机的中断系统.ppt

第6章 MCS-51单片机的中断系统,本章介绍的主要内容,中断的基本概念 中断的系统结构 中断的响应过程 中断的的应用编程,中断的基本概念,计算机和外设（如打印机、MODEM）交换信息时，存在着快速CPU和慢速外设间的矛盾 可能有突发事件或实时事件需要处理 计算机中采用中断技术来解决有关问题 中断采取并行工作方式， CPU正常执行，当外设数据准备好或有某种突发事件、实时事件发生时，向CPU提出中断请求 CPU暂停正在执行的程序，转移到该外设或紧急事件、实时事件的处理程序，相当于CPU硬件产生了一条LCALL指令 处理完毕中断服务程序后，回到原断点继续执行原程序，类似于子程序返回 引起中断来源称为中断源，如I/O设备、故障、时钟、调试中人为设置的断点,中断系统结构,8XX51有5个中断源，3个在片内，2个在片外 它们在程序存贮器中有固定的中断服务程序入口地址，当CPU响应中断时，硬件自动保护程序断点（PC当前值压入堆栈），装载这些地址到PC，进入中断服务程序 5个中断源有两级中断优先级 当有多个中断源同时向CPU申请中断时，CPU优先响应优先级高的中断请求，处理完毕再响应优先级别较低的 正在执行的低优先级中断服务程序可以被高一级的中断源中断，称为中断可嵌套 正在执行的中断服务程序不能被同级中断源中断,8XX51中断源,与中断控制有关的寄存器,中断允许控制寄存器IE，允许产生中断否？ 中断优先级管理寄存器IP，中断的优先级别？ 中断请求标志及外部中断方式选择寄存器TCON：谁产生了中断（标志）？产生外部中断的信号是怎样的（方式选择）？,中断允许控制寄存器IE,中断的允许和禁止 IE寄存器的各位对应相应的中断源，如果允许该中断源产生中断则该位置1，禁止中断则该位0,中断优先级管理寄存器IP,五个中断源的优先级别由IP寄存器管理，相应位置1，则该中断源优先级别高，置0的优先级别低,中断请求标志及外部中断方式选择寄存器TCON,IT0和IT1为外中断INT0 和INT1中断触发方式选择，若选下降沿触发则相应位置1；若选低电平触发 ，IT相应位置0。 中断标志TF1、 TF0、IE1、 IE0 某中断源有中断请求，该中断对应标志置1，无中断请求，该中断标志置0 即使中断被禁止，若有中断触发，相应标志仍会置位 串口的中断标志TI和RI在串口控制器SCON中 TR0和TR1为定时器T0和T1 工作启动和停止控制(TCON的非中断控制和标志位),MCS-51系列单片机的中断结构,I,N,T,0,P,X,0,I,E,0,P,T,0,T,F,0,P,X,1,I,E,1,P,T,1,T,F,1,P,S,1,0,1,0,1,0,1,0,1,0,T,I,R,I,T,C,O,N/,I,E,I,P,E,X,0,E,T,0,E,X,1,E,T,1,E,S,E,A,I,T,1,=,0,I,T,1,=,1,T,0,T,2,T,X,R,X,自,然,优,先,级,入,口,地,址,高,级,中,断,请,求,低,级,中,断,请,求,源,允,许,总,允,许,优,先,级,硬,件,查,询,T,F,2,E,X,F,2,E,T,2,1,0,P,T,2,自,然,优,先,级,入,口,地,址,I,N,T,1,I,T,0,=,0,I,T,0,=,1,1,1,T,1,P,C,P,C,硬,件,查,询,S,O,N,C,T,C,O,N,中断源,中断响应过程,中断处理过程,中断处理过程分为四个阶段 中断请求检测 中断响应 中断处理 中断返回,CPU执行指令,中断标志1? (中断请求?),中断任务执行,中断返回, 断点出栈送 PC,断点的PC进栈, 中断服务入口地址送PC,软件撤除中断标志,N,N,中断请求检测,中断响应,中断服务,中断返回,清除优先级状态触发器,中断响应的其它条件,即使中断处于使能状态，并有中断事件触发，但下面三种情况下单片机不立即响应此中断 当前正在执行指令没执行完 当前响应了同级或高级中断(依据中断优先级状态触发器) 正在操作IE、IP中断控制寄存器或执行RETI指令，即其后一条指令会继续执行,中断响应时间,在正常的情况下，从中断请求信号有效开始，到中断得到响应，通常需要3个机器周期到8个机器周期,中断请求的撤除,CPU响应中断后，应撤除该中断请求标志，否则，中断服务程序退出后，会再次中断 对定时计数器T0、T1的溢出中断，CPU响应中断后，硬件自动清除中断请求标志TF0、TF1 对边沿触发的外部中断INT1和INT0，CPU响应中断后硬件自动清除中断请求标志IE0和IE1 对电平触发的外部中断，CPU在响应中断时不会自动清除中断标志，因此，在CPU响应中断后应立即通过软件撤除INT1或INT0的低电平信号 对于串行口中断，CPU响应中断后，没有用硬件清除中断请求标志TI、RI，即这些中断标志不会自动清除，必须用软件清除,中断的汇编语言程序设计,中断的控制和管理,通过设置4个与中断有关的寄存器IE、TCON、IP、SCON（串口中断） 通过IE，置位中断源的中断允许，以及开中断总控开关EA（可整个字节设置或按位设置） 通过TCON，对外部中断INT0、INT1设置中断触发方式 若有多个中断源中断，可通过IP设定中断优先级,在中断服务程序中应注意,保护现场和恢复现场(特别是状态标志寄存器PSW)，以免中断返回时，丢失原状态标志寄存器、寄存器、累加器中的信息 对串口中断、INT0和INT1的电平触发中断，软件清除中断请求标志 若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，可以采用软件关中断EA，或禁止某中断源中断(设置IE)，在中断返回前再开放中断 使用中断返回指令RETI，切记不能用RET,中断程序的设计,中断服务程序位置,INT0、INT1、T0、T1、TI/RI五个中断服务程序的入口地址为0003H、000BH 、0013H、001BH、0023H 入口之间相距很近，往往装不下一个中断服务程序，通常将中断服务程 序安排在程序存贮器的其他地址空间，而在入口地址的处安排一条转移指令,中断服务程序设计举例1,如图所示，P1.4P1.7接有四个发光二极管，P1.0P1.3接有四个开关，消抖电路用于产生中断请求信号，当消抖电路的开关来回拔动一次将产生一个下降沿信号，通过INT0向CPU申请中断，要求：初时发光二极管全黑，每中断一次，P1.0P1.3所接的开关状态反映到发光二极管上，且要求开关断开的对应发光二极管亮,&,+5V,+5V,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,89C51,EA,&,INT0,1,1,1,1,1K4,1K2,300 4,中断服务程序设计举例1（续）,思路 每中断一次，在中断服务程序中将P1口低4位的输入值输出到高4位,设置中断使能,设置外部中断触发方式,中断服务程序设计举例1(续),ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H ; INT0中断入口 AJMP WBI ; 转中断服务程序 ORG 0030H ; 主程序 MAIN: MOV P1, #0FH ; 全灯灭，低四位输入方式 SETB IT0 ; 边沿触发中断 SETB EX0 ; 允许外中断0 SETB EA ; 开中断开关 SJMP $,中断服务程序设计举例1(续),WBI: MOV A, P1 ; 输入开关状态 SWAP A ORL A, #0FH ; 低四位置1 MOV P1, A ; 输出到P1高4位 RETI END,中断服务程序设计举例2,80C51的P1口接一个共阴极的数码管，利用消抖开关产生中断请求信号，每来回拔动一 次开关，产生一次中断，用数码管显示中断的次数(最多不超过15次)。,P1.1,80C51,P1.0,P1.2,P1.4,P1.3,P1.5,P1.6,&,&,1K 2,INT1,驱,动,器,+5V,a,g,EA,中断服务程序设计举例2（续）,思路 设置一个中断计数值，其初值为零 每来一次中断，在中断服务程序中将中断计数值+1，通过查表法，将中断计数值转换对应的字形码输出，字形码放在一个表中 中断15次后关闭中断 主程序或中断服务程序中进行,设置中断使能,设置外部中断触发方式,通过查表法获得字形码,TAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH DB 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77H, 7CH DB 39H, 5EH, 79H, 71H,中断服务程序设计举例2(续),ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H ; INT1中断入口 AJMP INT1 ; 转中断服务程序 ORG 0030H ; 主程序 MAIN: MOV R0, #0 ; 中断计数初值为0 MOV DPTR,#TAB ; DPTR指向字形码表首 CLR A ; 显示0 MOVC A, A+DPTR ; “0”的字形码送A MOV P1, A SETB IT1 ; 边沿触发中断 SETB EX1 ; 允许INT1中断 SETB EA ; 开中断开关,中断服务程序设计举例2(续),CJNE R0, #0FH, $ ; 没满15次循环显示 CLR EA ; 关中断 SJMP $ ;结束 INT1