《单片机原理与技术》PPT电子课件教案第7章-中断.ppt

第7章 中 断,7.1 引 言,7.1.1 为什么要用中断 中断的出现，会带来以下好处。 （1）同步操作 有了中断功能，就可以使cpu和外设同时工作。,（2）实现实时处理 当计算机用于实时控制时，中断是一个十分重要的功能。现场的各个参数、信息，根据需要，可在任何时间发出中断请求，要求cpu处理；cpu一旦接收到中断请求，就可以马上响应（若中断是开放的话），加以处理。这样的及时处理在查询的工作方式下是做不到的。,（3）故障处理 计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况或出现一些故障，如电源掉电、存储出错、运算溢出等。计算机可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。,7.1.2 中断源 通常中断源有以下几种。 一般的输入/输出设备，如键盘、行打印机等。 数据通道中断源，如磁盘、磁带等。, 实时时钟。在控制中，常要遇到时间控制，若用前面介绍的用cpu执行一段程序来实现延时的方法，则在这段时间内，cpu不能做别的工作，降低了cpu的利用率。, 故障源。 为调试程序而设置的中断源。,7.1.3 中断系统的功能 （1）实现中断及返回 （2）能实现优先权排队 （3）高级中断源能中断低级的中断处理,7.2 最简单的中断情况,7.2.1 cpu响应中断的条件 （1）设置中断请求触发器 （2）设置中断屏蔽触发器 （3）中断是开放的,图7-1 设置中断请求的情况,图7-2 具有中断屏蔽的接口电路,图7-3 中断响应流程图,7.2.2 cpu对中断的响应 （1）关中断 （2）保留断点 （3）保护现场,（4）给出中断入口，转入相应的中断服务程序 （5）恢复现场 （6）开中断与返回,图7-4 中断响应、服务及返回流程图,7.3 80c51中的中断结构,7.3.1 中断启用,图7-5 mcs-51中断源,图7-6 80c51中的ie（中断启用）寄存器,7.3.2 中断优先权,图7-7 80c51中的ip（中断优先级）寄存器,7.3.3 中断如何处理 在操作中，所有中断标志在每个机器周期的s5p2期间被采样。在下一个机器周期期间查询采样。若找到一启用的中断的标志已设置，中断系统生成一lcall至在程序存储器中的适当单元，至中断服务例程的lcall的生成，由以下3个条件中的任一个阻断：, 相同的或更高优先级的中断已经在处理中； 当前（查询）的周期不是正在处理中的指令执行的最后周期； 在处理中的指令是reti或任一写至ie或ip寄存器的指令。,图7-8 80c51中断控制系统,图7-9 中断响应时序图,7.3.4 80c51中与中断相关的寄存器,表7-1 80c51中与中断功能相关的寄存器,1定时器/计数器控制寄存器tcon, it0：外部中断int0触发方式选择位。可由用户用软件选择。 it0=1：设定外部中断引脚信号为下降沿触发方式。, it1：外部中断int1触发方式选择位，其功能类似于it0。 ie0：外部中断int0触发有效标志位。 ie1：外部中断int1触发有效标志位，其功能类似于ie0。,2串行口控制寄存器scon, ri：串行口接收到一帧数据的中断标志位。 ti：串行口发送完一帧数据的中断标志位。,7.3.5 外部中断 80c51有两条外部中断请求引线int0与int1。它们能由设置或清除在寄存器tcon中的it0或it1位，选择是由电平激活或跳变激活。,若itx=0，外部中断x由在引脚上检测到低电平时请求中断。若itx=1，外部中断是跳变触发的。在此方式，若在引脚连续采样，在一个周期显示为高而在下一周期显示为低，在tcon中的中断请求标志iex设置。然后，标志位iex请求中断。,7.3.6 响应时间 与电平反向并在每个机器周期的s5p2锁存至中断标志ie0与ie1。类似地，定时器2标志exf2和串行端口标志ri与ti在s5p2设置。在下一机器周期前电路不实际查询值。,定时器0与定时器1标志为tf0与tf1，在定时器溢出周期的s5p2设置。然后其值在下一周期由电路查询。然而，定时器2标志tf2是在s2p2设置且在定时器溢出的同一周期内被查询。,若请求有效且响应的条件正确，至请求的服务例程的硬件子例程调用将是下一条要执行的指令。call自己需要两个周期。因此，在外部中断请求的激活与服务例程的第一条指令的执行开始之间，至少需要3个完整的机器周期。图7-9所示为中断响应时序。,若请求被前面所列的3个条件之一阻断，将会需要更长的响应时间。若相等的或更高优先级的中断已经在处理中，附加的等待时间明显地取决于其他中断服务例程的性质。,若在处理中的指令不是在最后的周期，附加的等待时间不会大于3个周期，因为最长的指令（mul与div）只是4个周期。,若在处理的指令是reti，或访问ri或ti，附加的等待时间不会多于5个周期（最多用一个周期完成正在处理中的指令，加上若指令是mul或div完成下一条指令的4周期）。,因此，在单中断系统中，响应时间始终是大于3周期与小于9周期。,7.4 中断处理中需要考虑的一些问题,1中断向量安排 2中断允许 3