第5章 STC15F2K60S2单片机中断系统.ppt

第5章STC15F2K60S2单片机中断系统，5.1中断概念5.2STC15F2K60S2单片机中断系统结构5.3中断许可及其优先级管理5.4单片机中断处理5.1中断的概念，在单片机应用系统中，中断技术主要用于实时监测和控制，能够及时处理外界发生的事件。 设置中断系统是为了使CPU具有针对外部紧急事件的处理能力。 当中央处理器的CPU正在处理某些事件时，外部发出紧急事件请求，使CPU中断当前工作，处理该紧急事件，处理结束后返回原中断的位置(断点)，继续原工作的过程。 实现此功能的部件称为中断系统，请求CPU中断的请求源称为中断源。 此外，单片机的中断系统具有多个中断源，如果多个中断源同时向CPU请求中断，则系统按照它们的优先级进行处理。 也就是说，响应于中断优先级高的中断源，响应于优先级低的中断源。 例如，当规定的键扫描处理优先于显示器输出处理时，CPU可以在处理显示内容时中断键的动作，处理键盘扫描问题，并继续显示处理直至扫描结束。 图5-1中断响应和处理过程，5.2STC15F2K60S2单片机中断系统配置，5.2.1中断源STC15F2K60S2单片机中断系统共有14个中断源外部中断0(INT0 ) 外部中断1(INT1)、计时器T1中断、串行1中断、A/D转换中断、低压检测中断(LVD )、CCP/PWM/PCA中断、串行2中断、SPI中断、外部中断2 ()、外部中断3 ()、计时器T2中断、外部中断4 ()。 外部中断2 ()、外部中断3 ()、计时器T2中断、外部中断4 ()等4个中断源固定为最低优先级中断，其他中断源有2个中断优先级，可嵌套第2级中断服务程序。STC15F2K60S2单片机中断系统的结构图如图5-2所示。 这些中断源与特殊功能寄存器TCON、SCON、S2CON、CCON、PCON、ADC_CONTR、IE、IE2、INT_CLKO、IP等有关，以下首先介绍与中断源有关的寄存器功能。 此外，STC15F2K60S2单片机中断系统的结构图，5.2.2中断源标志寄存器1.TCON寄存器是定时/计数器T0、T1的控制寄存器，该寄存器是T0和T1的溢出中断请求标志位TF0 也包含外部中断0(INT0)和外部中断1(INT1)的中断请求标志位IE0和IE1以及外部中断0和外部中断1的中断源的触发方式。 TCON寄存器的字节地址是88H，可具有比特地址，其格式如下： TF1:定时/计数器T1的溢出中断标志比特。 启动T1计数时，从初始值开始计数，发生溢出时，硬件设置TF1，向CPU请求中断，一直保持到CPU响应中断为止，硬件清零，TF1软件也清零。 TR1 :定时/计数器T1的运行控制位。 TR1为1时运行，0时停止运行。 TF0 :定时/计数器T0溢出中断标志。 其功能与TF1相似。 TR0 :定时/计数器T0的运行控制位。 其功能与TR1类似。IE1 :外部中断1请求源(INT1/P3.3 )标志位。 当ie-1是1时，外部中断1请求CPU中断，并且当CPU响应于该中断时，硬件清除ie-1。 IT1 :选择外部中断1中断触发方式位，IT1为0时，INT1/P3.3端子上的上升沿或下降沿可触发外部中断1。 IT1为1时，采用下降沿触发方式。 IE0 :外部中断0请求源(INT0/P3.2 )标志位。 类似于IE1的功能。 IT0 :选择外部中断0中断触发方式位，功能与IT1类似。 另外，2.SCON和S2CON寄存器SCON是串行端口1的控制寄存器，其包括串行端口用于收发中断的请求标志位TI和RI。 当SCON寄存器的字节地址为98H时，允许位地址，其形式为：当串行端口1不允许接收，以方式0动作时，在每次接收第8位数据时设置1，以方式1、方式2或方式3动作SM2=0的情况下，在每次接收停止位的中间时设置1，串行端口以方式2或方式3动作，在SM2=1的情况下，在接收到的第9位的数据RI指示接收器已经收到帧数据，串行端口1或者CPU应当向中断(收到中断)请求并且RI应当由用户的中断服务程序清零。 TI :串行端口1发送中断标志。 在串行端口1以方式0发送情况下，每次发送8位的数据时，硬件1； 以方式1、方式2或方式3发送时，在发送停止比特开始时设置1。 在TI是1的情况下，串行端口正在发送帧数据，并且串行端口1正在向CPU请求中断(发送中断)。 注意，CPU响应于传输中断请求而在中断服务程序运行时不把TI清零，TI或者用户在中断服务程序期间必须把TI清零。 SCON寄存器的其他位与中断无关，将在后续的相关章节中介绍。 另外，S2CON是串行端口2控制寄存器，字节地址是9AH，S2CON的各功能与串行端口1控制寄存器SCON相似，其中S2TI和S2RI是串行端口2的收发中断标志位。 S2RI :串行端口2接收中断标志。 串行端口2允许接收，以方式0动作时，在每次接收第8位数据时设置1的方式1、方式2或方式3中动作SM2=0的情况下，在每次接收停止位的中间时设置1的串行端口2以方式2或方式3动作，在S2SM2=1的情况下，接收到的第9位S2RI为1指示串行端口2正在接收帧数据并且向CPU请求中断(接收中断)，并且S2RI必须通过用户的中断服务程序清零。 S2TI :串行端口2发送中断标志。 在串行端口2以方式0发送情况下，每次发送8位的数据时，硬件1； 以方式1、方式2或方式3发送时，在发送停止比特开始时设置1。 S2TI=1指示串行端口2已传输帧数据，并且向CPU请求中断(传输中断)。 注意，CPU在运行中断服务程序时不能响应于传输中断请求将S2TI清零，而是S2TI应当由用户在中断服务程序期间清零。 3.ADC_CONTR寄存器ADC_CONTR是A/D转换控制寄存器，字节地址是BCH，ADC_POWER:ADC电源控制位。 ADC_POWER为0时，关闭ADC电源ADC_POWER为1时，打开ADC的电源。 adc _ flag :可用于请求adc转换中断的ADC转换结束标志位。 A/D转换完成后，ADC_FLAG设置为1，软件清除0。 不管在A/D转换完成之后是在该比特申请中发生中断还是软件查询了该标志比特的A/D转换完成，当A/D转换完成时，ADC_FLAG变为1，必须清除软件。 ADC_START:ADC转换开始控制位，设定为1时开始转换，转换结束时为0。 在后续的相关章节中介绍A/D转换控制寄存器ADC_CONTR的其它比特，而与中断无关。 4.PCON寄存器的PCON是用于电源控制寄存器，并且与低压检测中断相关联地，PCON格式是LVDF :低压检测标志位，同时是低压检测中断请求标志位。 在正常操作和空闲操作的状态下，当内部操作电压VCC降到低于低压检测阈值电压时，该位置自动变为1，这与低压检测是否被中止无关。 也就是说，当内部动作电压VCC低于低压检测阈值电压时，不管是否允许低压检测中断，该比特都会自动变为1。 在该比特通过软件清零、清零之后，如果内部操作电压VCC继续下降到低压检测阈值电压以下，则该比特自动设定为1。 在进入停电动作状态之前，如果低压检测电路不被允许发生中断，则在进入停电模式之后，低压检测电路不动作，降低功耗。 如果允许低压检测中断的发生，那么在进入停电模式之后，低压检测电路继续操作，在内部操作电压VCC降到低压检测阈值电压之后，发生低压检测中断，并且MCU可以从停电状态恢复。 5.CCON寄存器CCON寄存器是可编程计数器阵列(PCA )模块控制寄存器，地址为D8H，可进行位地址。 CCON寄存器的型号如下： CF:PCA计数器数组溢出标志位。当PCA计数器溢出时，硬件将CF设置为1。 如果CMOD寄存器的ECF位置是1，则可以利用CF标记来产生中断。 CF位可以在硬件或软件中设置为1，但只需在软件中清零即可。 CR:PCA计数器阵列运行控制位。 当此位为1时，如果启动PCA计数器阵列计数的此位为0，则关闭PCA计数器。 CCF2:PCA模块2中断标志。 如果发生匹配或捕获，则此位由硬件1设置。 该位必须在软件中清零。 CCF1:PCA模块1中断标志。 与CCF2功能相似。 CCF0:PCA模块0中断标志。 与CCF2功能相似。 6.SPSTAT寄存器SPSTAT寄存器为SPI状态寄存器，地址为CDH。 SPIF:SPI传输完成标志。 在一次串行传输完成之后，将SPIF设置为1，并且如果SPI中断导通(ESPI=1，EA=1)，则出现中断。 SPI在主模式下SSIG=0时，通过输入驱动为低电平时，SPIF也设置表示“模式变更”的1。 软件通过写入1来清除SPIF标志。 WCOL:SPI写入冲突标志。 在数据传输中对SPI数据寄存器SPDAT执行写入时，WCOL设置为1，WCOL标志通过从软件写入1而清除0。 此外，使用单片机的外部中断0和外部中断1，在外部中断0发出中断请求之后点亮蓝色LED灯，在外部中断1发出中断请求之后点亮黄色LED灯。 在信号同时到达的条件下，如果需要先点亮该LED灯，该如何实现？ 当两个中断请求信号同时到达单片机时，哪个LED指示灯首先亮起？ 5.3中断许可及其优先级管理、STC15F2K60S2单片机的中断许可控制及优先级控制分别由中断许可寄存器IE、IE2、INT_CLKO(AUXR2)和中断优先级控制寄存器IP、IP2等控制。 5.3.1中断许可寄存器STC15F2K60S2单片机中的各个中断源是否开放或禁止由内部中断许可寄存器IE、IE2和INT_CLKO控制。 中断采用两阶段控制方式，由总中断和各中断源分别控制。 EA:CPU的总中断许可控制位，EA=1，CPU的总打开中断，EA=0，CPU阻止所有中断申请。 EA的作用是使中断成为两个阶段的控制。 也就是说，首先由EA控制各个中断源，并且由各个中断源自身的中断许可比特来控制各个中断源。 ELVD :低压检测中断许可位。 ELVD=1，允许低压检测中断的ELVD=0，禁止低压检测中断。 EADC:A/D转换中断许可位。 EADC=1，允许中断A/D转换的EADC=0，禁止中断A/D转换。 1、IE寄存器IE寄存器主要负责总中断许可控制和外部中断0、外部中断1、计时器T0、计时器T1、串行1、A/D转换、低压检测等的中断源中断许可控制，IE的字节地址为A8H，可以是位地址。ES :串行端口1中断许可位。 ES=1，允许串行端口1中断的ES=0，禁止串行端口1的中断。 ET1 :定时/计数器T1的溢出中断允许比特。 ET1=1，允许T1中断的ET1=0，禁止T1中断。 EX1:外部中断1中断许可位。 EX1=1、允许外部中断1中断的EX1=0，禁止外部中断1中断。 ET0 :定时/计数器T0的溢出中断许可比特。 ET0=1，允许T0中断的ET0=0禁止T0中断。 EX0 :外部中断0允许中断位。 EX0=1，允许外部中断0中断禁止EX0=0外部中断0中断。ET2 :定时器T2中断许可比特。 ET2=1时，允许T2中断的ET2=0，禁止T2中断。 ESPI:SPI允许中断位。 ESPI=1，允许SPI中断的SPI=0，禁止SPI中断。 ES2 :串行端口2允许中断位。 ES2=1、允许串行端口2中断的ES2=0，禁止串行端口2中断。 STC15F2K60S2单片机复位后，IE和IE2将被清除，所有中断均被禁止。 若要开放特定的中断源，必须以程序控制IE和IE2的对应位置1，同时使整体的中断EA为1。 2.IE2寄存器的地址是AFH，主要负责包括计时器T2、SPI和串行2的中断源的中断使能控制。 其形式如下： EX4:外部中断4 ()中断许可比特，EX4=1时禁止外部中断4中断，EX4=0时禁止外部中断4中断，外部中断4只有下行触发。 EX3 :外部中断3 ()中断许可位，EX3=1时允许外部中断3中断，EX3=0时禁止外部中断3中断，外部中断3只允许下行触发。EX2 :外部中断2 ()中断许可位，EX2=1时禁止外部中断2中断，EX2=0时禁止外部中断2中断，外部中断2只允许下行触发。 T2CLKO、T1CLKO、T0CLKO为时钟输出控制位，与中断无关，将在后续章节介绍。 3.INT_CLKO寄存器INT_CLKO(AUXR2)是外部中断2、外部中断3、外部中断4中断许可和时钟输出控制寄存器，并且地址为8FH。 其形式如下：在5.3.2中断优先级管理寄存器STC15F2K60S2单片机中，外部中断2 ()、外部中断3 ()、外部中断4 ()， 定时器T2中断等4个中断源被固定为最低优先级中断的其他中断源(外部中断0、定时器T0中断、外部中断1、定时器T1中断、串行1中断、A/D转换中断、低压检测中断(LVD )、CCP/PWM/PCA SPI中断等)都有2个中断优先级，即高优先级和低优先级，可以实现2阶段的中断服务程序的嵌套。 中断源的优先顺序通过特殊功能寄存器IP和IP2的对应位设定。 下面介绍这两个优先级管理寄存器。PPCA:PCA中断优先级控制位。 在PPCA=0的情况下，PCA中断为低优先级中断(优先级0 )，在PPCA=1的情况下，PCA中断为高优先级中断(优先级1 )。 PLVD :低压检测中断优先级控制位。 PLVD=0时，低压检测中断为低优先级中断(优先级PLVD=1时，低压检测中断为高优先级中断(优先级1 )。 padc