大学单片机原理与应用-胡辉-PPT文稿资料课件PPT
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第5章 单片机的中断系统,执行主程序,主程序,继续执行主程序,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理程序,中断返回,5.1 中断的概念,5.1.1 中断的定义,中断是指计算机在正常执行程序的过程中，由于种种事件的发生，从而产生了中断请求信号，CPU暂时停止当前程序的执行，转而去处理突然发生的事件，事件处理完毕后，再返回去继续执行暂停的程序。,中断系统的结构框图,中断的优点,1同步工作 2提高了CPU的工作效率 3实时处理,5.1.2 中断源,中断源是指计算机与外部设备（打印机、键盘及其他部件）进行输入/输出数据交换时，需要向CPU发出中断请求而引发的中断请求信号。 MCS-51系列单片机有5个中断源,中断源入口地址,具体入口如下： 中断源 入口地址 INT0 0003 T0 000BH INT1 0013H T1 001BH RI/TI 0023H 在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的中断服务程序，这是因为给每个中断源安排的空间只有8个单元。,1外部中断源 80C51的两个外部中断源通过P3.2和P3.3两个引脚引入，用于接收由外部原因产生的中断信号。 外部中断0-INT0，由P3.2提供 外部中断1INT1，由P3.3提供,2定时器中断源,定时器中断源由内部定时器/计数器溢出产生，属于内部中断。 T0溢出中断： 由片内定时/计数器0提供 T1溢出中断： 由片内定时/计数器1提供,3串行口中断源 串行口中断RI/TI是由内部串行口产生的，属于内部中断。当串行口接收或发送串行数据时，串行口自动向CPU发出一个中断请求，CPU响应中断请求后转入串行口中断服务子程序，以实现串行数据的传送。,5.1.3 中断的优先级,MCS-51有两个中断优先级，对于每一个中断请求源可编程为高优先级中断或低优先级中断，可实现二级中断嵌套。,中断响应的基本原则是：,（1）高优先级不能被低优先级中断； （2）低优先级可被高优先级中断。 （3）任何一种中断（不管是高级还是低级），一旦得到响应，不会再被它的同级中断所中断。 （4）两个同一级的中断源同时向CPU发出中断申请，CPU通过内部硬件查询，按自然优先级确定优先响应哪一个中断要求。,自然优先顺序,中断优先级寄存器,中断优先级寄存器IP，其字节地址为B8H 为“1”表示高级中断，为“0”表示低级中断,IP 位地址,PS：串行口中断优先级控制位。 PTl：定时计数器T1中断优先级控制位。 PXl：外部中断1中断优先级控制位。 PT0：定时计数器T0中断优先级控制位。 PX0：外部中断0中断优先级控制位。,5.1.4 中断控制,在中断请求被响应前，中断请求是由CPU锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON的相应中断标志位中。,与中断控制有关的控制寄存器有四个：,TCON-定时控制寄存器， IE-中断允许控制寄存器， IP-中断优先级控制寄存器， SCON-及串行口控制寄存器。,1定时控制寄存器TCON,中断请求标志,触发方式选择,0 低电平1 下降沿,1）TF1：T1溢出中断标志。CPU响应中断后，才由硬件自动清“0”。也可用软件查询该标志，并由软件清“0”。 2）TF0：T0溢出中断标志。 3）IE1：外部中断1标志。IE1=1表明外部中断1向CPU申请中断。 4）IE0：外部中断0标志。 5）ITl、IT0：外部中断的中断触发方式控制位,2中断允许控制寄存器IE,0 禁止，1允许,字节地址为A8H,3串行口控制寄存器SCON,串行中断请求标志,1）TI：串行发送中断标志。CPU将一个字节数据写入发送缓冲器SBUF后启动发送，每发送完一个串行帧，硬件置位TI。但CPU响应中断后，并不能自动清除TI标志，必须由软件清除。 2）RI：串行接收中断标志。在串行口允许接收时，每接收完一个串行帧，硬件置位RI。同样，CPU响应中断后不会自动清除RI标志，必须由软件清除。,5.1.5 中断响应,1CPU的中断响应条件 无同级或高级中断正在服务； 当前指令周期结束，如果查询中断请求的机器 周期不是当前指令的最后一个周期，则不行； 若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令，则需要执行到当前指令及下一条指令方可响应。,2.响应过程 置位中断优先级有效触发器，即关闭同级和低级中断 调用入口地址，断点入栈，相当于LCALL指令 进入中断服务程序。,响应时间-从查询中断请求标志位到转向中断服务入口地址所需的机器周期数。 （1）最快响应时间 以外部中断的电平触发为最快。 1个周期（查询）2个周期（长调用LCALL） （2）最长时间 若当前指令是RET、RETI和IP、IE指令，紧接着下一条是乘除指令发生，则最长为8个周期： 2个周期执行当前指令（其中含有1个周期查询）4个周期乘除指令2个周期长调用8个周期。,3中断处理,中断处理（又称中断服务）程序从入口地址开始执行，直到返回指令“RETI”为止，这个过程称为中断处理。此过程一般包括两部分内容，一是保护现场，二是处理中断源的请求。,4.中断返回 中断处理程序的最后一条指令是RETI，它使CPU结束中断处理程序的执行，返回到断点处，继续执行主程序。,5.1.6 中断响应的撤除,1硬件自动撤除 在定时器中断方式下，定时器溢出中断标志TF0、TF1在中断响应之时会被硬件自动撤除；在外部中断的边沿触发工作方式下，外部中断标志IE0、IE1在中断响应之时会被硬件自动撤除。 2软件撤除 串行口的中断请求信号可以用软件撤除。串行口的接收/发送中断标志RI/TI需要在中断响应后测试这两个标志位的状态。,5.2 外部中断的使用,5.2.1外部中断源的应用 【例5-1】有5个外部中断源，它们的优先级排队如下：X0（最高）、X1、X2、X3、X4（最低），这五个外部中断源均为高电平申请中断,ORG 0013H AJMP CXINT CXINT：PUSH PSW PUSH A ORL P1，#0FH JB P1.0，ZINT1 JB P1.1，ZINT2 JB P1.2，ZINT3 JB P1.3，ZINT4 FHZD：POP A POP PSW RETI , ZINT1： LJMP FHZD ZINT2： LJMP FHZD ZINT3： ,【例5-2】在单片机的外部中断0端接入一个单脉冲触发器，每按一次单脉冲触发器中的开关K，都会产生中断。每次产生的中断都会使P1口的数据左移一位，在P1口扩展了8个发光二极管，其起始状态为P1.0口的发光二极管亮，其余端口的发光二极管灭。,4软件 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H ；中断服务程序入口地址 AJMP ZHD0 ORG 0030H MAIN： MOV SP，#70H ；设置堆栈指针 SETB IT0 ；外部中断0为边沿触发方式 MOV IE，#10000001B ；开放外部中断0 MOV A，#0FEH ；设置P1口的初始状态 LOOP： MOV P1，A AJMP LOOP ；循环等待外部中断 ZHD0： MOV A，P1 ；中断服务程序开始 RL A ；P1口的数据左移 MOV P1，A ；数据再送P1口 RETI ；中断服务程序返回 END,【例5-3】利用单片机扩展5个外部中断源，中断的优先次序为X0X4，其中X0接到外部中断INT0上，X1X4接到外部中断INT1上；单片机的P1.4P1.7接4个发光二极管用来作输出指示；当有X1X4其中一个外部中断发生时，相应的发光二极管D1D4点亮；当X0外部中断发生时，4个发光二极管全亮。,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H ；中断服务程序入口地址 AJMP ZHD0 ORG 0013H ；中断服务程序入口地址 AJMP ZHD1 ORG 0030H MAIN：MOV SP，#70H SETB IT0 SETB IT1 MOV IP，#00000001B；外部中断0最高优先级 MOV IE，#10000101B； END,5.2.2 利用定时器扩展外部中断源,在外部中断源不够用的情况下，可以把T0和T1引脚作为外部中断请求输入端，而定时器的溢出中断作为外部中断请求标志。例如：将定时器/计数器T1设置为方式2（自动恢复常数方式）外部计数方式，定时器的时间常数TH1、TL1的初值均为0FFH，允许T1中断,5.2.3 多级外部中断的扩展应用,74LS148是一种优先权编码器，其管脚如图5-6所示。它具有8个输人端（IR0IR7），可用作8个外部中断源的输入端，A0A2为3个编码输出端，GS为编码器输出瑞，EI为使能端（低电平有效）。在使能端EI为低电平时，只要其8个输入端中任意一个输入为低电平，就有一组相应的编码从A0A2输出，且编码器输出端GS为低电平，如果8个输入端同时有多个输入，则A0A2端将输出最大的编码。表5-4为74LS148的真值表。,【例5-6】图5-7是利用74LS148扩展单片机的8个外部中断源的硬件电路图。根据74LS148的真值表可知：当8个中断源IN0IN7中有中断申请时（低电平有效），与其对应的一组编码就出现在单片机的P10P12线上，且外部中断源只要有中断申请，在74LS148的GS端就有低电平输出，因此单片机的外中断INT0也为低电平。,ORG 0003H LJMP YDAO ORG 0030H YDAO： ORL P1，#00000111B；设置P1.0P1.2为输入线 MOV A，P1 ；读P1口的
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