[工学]单片机原理与应用技术第2版 清华大学出版社第4章

1,单 片 机 原 理 与 接 口 技 术,第4章 中断系统、内部定时/计数器,2,4.1 中断系统,3,4.1.1 中断的概念,日常中断的例子,看书,电话铃响,接电话,看书,主程序,随机事件发生,中断服务子程序,主程序,单片机中的中断概念,中断,4,单片机中的中断概念,返回,将能引起中断的事件称为中断源。CPU现行运行的程序称为主程序。处理随机事件的程序称为中断服务子程序。,4.1.1 中断的概念,主程序,随机事件发生,中断服务子程序,主程序,中断源,中断是指由于某种随机事件的发生，CPU暂停现行程序的运行，转去执行另一程序，以处理发生的事件，处理完毕后又自动返回原来的程序继续运行的过程。,5,“中断”是指计算机在执行某段程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因，当出现CPU以外的某种情况时，由服务对象向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的执行而转去执行相应的处理程序，待处理程序执行完毕后，再返回继续执行原来被中断的程序。,4.1.1 中断系统概述,1、中断的概念,中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外围设备间的数据传送往往采用中断系统。,6,4.1.1 中断的概念,主程序,中断处理,中断返回,主程序,断点,RETI,中断响应,中断请求,单片机处理中断的4个步骤：,中 断 请 求,中 断 响 应,中 断 处 理,中 断 返 回,7,主程序,中断处理,中断返回,主程序,断点,RETI,中断响应,中断 请求,中 断 响 应,4.1.1 中断的概念,存储地址 汇编语言程序0100H MOV A,#11H0102H ADD A,#0FH,中断请求,PC=,SP,SP+1,01,02,H,SP+2,0003H,FF,将断点处的PC值（即下一条应执行指令的地址）推入堆栈保留起来。,8,中 断 返 回,4.1.1 中断的概念,主程序,中断处理,主程序,断点,RETI,中断响应,中断 请求,存储地址 汇编语言程序0100H MOV A,#11H0102H ADD A,#0FH,中断请求,PC=,SP,SP+1,01,02,SP+2,FF,0200H,H,恢复断点PC值，使CPU返回断点。,中断返回,9,CPU及时处理随机事件,CPU可以同多个外设“同时”工作,中断技术的优点,电源掉电、存储出错、运算溢出,故障处理,实时处理,分时操作,4.1.1 中断的概念,10,R0=35,R0=0,R0=0,4.1.1 中断的概念,中断技术的应用要点,现场处理问题。,现场保护,现场恢复,可视需 要缺省,可视需 要缺省,中断处理,11,PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLPUSH PSW,POP PSWPOP DPLPOP DPHPOP ACC,4.1.1 中断的概念,中断技术的应用要点,中断处理,12,4.1 中断系统,13,4.1.2 中断嵌套,电话铃响了,水开了,日常生活的中断嵌套现象举例,某人正在看书,继续看书,去接电话,继续接电话,跑向厨房,关煤气，灌开水,水开了,14,4.1.2 中断嵌套,单片机的中断嵌套,低级中断请求,RETI,主程序,响应低级中断,返主程序,继续执行主程序,高级中断请求,响应高级中断,返低级中断,RETI,低级中断服 务子程序,高级中断服务子程序,15,4.1.2 中断嵌套,单片机的中断嵌套应用举例,低级中 断请求,“看门狗”喂狗,高级中断请求,从左向右 依次点亮,16,4.1.2 中断嵌套,80C51单片机的中断优先级有三条原则：,17,4.1.2 中断嵌套,INT0,MCS-51的中断系统中断优先级,中断源,自然优先级,优先控制,高,低,T0,INT1,T1,串口,18,4.1 中断系统,19,4.1.3 中断系统结构,引脚P3.2的电平/脉冲变化外部中断0，INT0定时/计数器0产生溢出定时器0中断，T0引脚P3.3的电平/脉冲变化外部中断1，INT1定时/计数器1产生溢出定时器1中断，T1串口一帧数据发送/接收完成串口中断，TI/RI,80C51具有五个中断源：,20,4.1.3 中断系统结构,IE0,TCON,SCON,INT0,IT0=0,IT0=1,INT1,IT1=0,IT1=1,TF0,IE1,TF1,T0,T1,TI,RI,TXD,RXD,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,矢量地址,高级中断请求,自然优先级,矢量地址,低级中断请求,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,IE,IP,MCS-51的中断系统结构图,中断标 志位,中断源 允许,总允许,中断优 先级,21,4.1.3 中断系统结构,IE0,TCON,INT0,IT0=0,IT0=1,INT1,IT1=0,IT1=1,TF0,IE1,TF1,T0,T1,TI,RI,TXD,RXD,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,高级中断请求,自然优先级,低级中断请求,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,IE,IP,CLRIT1 ;令INT1为电平触发,22,4.1.3 中断系统结构,IE0,TCON,INT0,IT0=0,IT0=1,INT1,IT1=0,IT1=1,TF0,IE1,TF1,T0,T1,TI,RI,TXD,RXD,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,高级中断请求,自然优先级,低级中断请求,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,IE,IP,CLRIT1 ;令INT1为电平触发SETBEX1 ;开INT1中断,23,4.1.3 中断系统结构,IE0,TCON,INT0,IT0=0,IT0=1,INT1,IT1=0,IT1=1,TF0,IE1,TF1,T0,T1,TI,RI,TXD,RXD,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,高级中断请求,自然优先级,低级中断请求,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,IE,IP,CLRIT1 ;令INT1为电平触发SETBEX1 ;开INT1中断SETBEA ;开总中断,24,4.1.3 中断系统结构,IE0,TCON,INT0,IT0=0,IT0=1,INT1,IT1=0,IT1=1,TF0,IE1,TF1,T0,T1,TI,RI,TXD,RXD,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,矢量地址,高级中断请求,自然优先级,低级中断请求,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,IE,IP,CLRIT1 ;令INT1为电平触发SETBEX1 ;开INT1中断SETBEA ;开总中断SETBPX1 ;令INT1为高优先级,25,中断源,1、外部中断源,8051的两条外部中断请求信号输入线 ，有低电平或负跳变两种中断触发方式。中断触发方式由定时器控制寄存器TCON中IE0和IE1位的状态设定。,26,2、定时器溢出中断源,3、串行口中断源,8051内部定时/计数器溢出中断属于内部中断，通常用于进行定时/计数控制。在内部定时脉冲或T0/T1引脚上输入的外部计数脉冲作用下，加1计数的定时/计数器溢出时提出中断请求。,8051内部串行口的发送和接收中断也是内部中断。在串行口进行发送/接收数据时，每发送完一组串行数据时，串行口控制寄存器SCON中的TI中断标志位置“1”，每接收完一组串行数据则使RI置“1”，并都自动向CPU发出串行口中断请求。,27,中断系统的控制,1、定时器控制寄存器TCON,28,2、串行口控制寄存器SCON,29,3、中断控制寄存器,CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的。,80C51单片机有两个中断优先级，即可实现二级中断服