单片机第二讲-中断

1、 中断系统MCS-51系列单片机2016-3-9中断系统概述中断是指计算机在执行某一程序的过程中，由于计算机内、外的某种原因而必须终止原程序的执行，转去完成相应的处理程序，待处理结束之后再返回继续执行被终止的原程序的过程。2016-3-9n中中断响应过断响应过程程中断系统概述中断源向 CPU提出中断申请的设备12016-3-9中断请求向CPU发出的请求中断的信号2中断响应 CPU在满足条件的情况下接受中断申请，终止现行程序的执行转而位申请中断的对象服务3中断系统概述中断服务程序为申请中断的对象服务的程序42016-3-9断点现行程序被中断的地址5中断返回中断服务程序结束后返回到原来程序6中断系

2、统概述中断源MCS-51系列单片机有5个中断源（8052型有6个）12016-3-9n外部中外部中断断 和和n定时定时/计数器计数器T0和和T1溢出中断溢出中断n串行口的发送和接收中断（只占一个中断源）串行口的发送和接收中断（只占一个中断源）0INT1INT 外部中断的中断请求标志位及T0和T1的溢出中断请求标志位，锁存在定时/计数器的控制寄存器（TCON）中，而串行口对应的中断请求标志位则锁存在串行口的控制寄存器（SCON）中中断系统概述2016-3-9u中断源包括中断请求信号的产生及该信号怎样被CPU有效地识别。要求中断请求信号产生一次，只能被CPU接受处理一次，即不能一次中断申请被CPU

3、响应多次。中断源1u上面所述就涉及到中断请求信号的及时撤除问题:一旦某个中断请求得到响应,CPU必须把它相应中断标志位复位成“0”状态。中断系统概述中断优先级控制22016-3-9n由于在实际应用中往往有多个中断源，且中断申请是随机的，有时还可能会有多个中断源同时提出请求，但CPU一次只能响应一个中断源发出的中断请求，这时CPU响应哪个中断请求，就需要用软件或硬件按中断源工作性质的轻重缓急给它们安排一个优先顺序，即中断的优先级排队。n中断优先级别越高则响应优先权越高。当CPU正在执行中断服务程序时，又有中断优先级更高的中断申请产生，CPU就会暂停原来的中断处理程序而转去处理优先级别更高的中断请

4、求，处理完毕后再返回原低级中断服务程序，这一过程称为中断嵌套。中断系统概述中断响应过程32016-3-9n1.中断检测中断检测在每一条指令结束后，系统会自动检测中断请求信号，如果有中断请求且相应的中断允在每一条指令结束后，系统会自动检测中断请求信号，如果有中断请求且相应的中断允许位为真（许位为真（CPU允许中断）时，则响应中断；允许中断）时，则响应中断；n2.保护现场保护现场CPU一旦响应中断，中断系统会自动将当前一旦响应中断，中断系统会自动将当前PC内容（断点地址）压入堆栈保护起来，但内容（断点地址）压入堆栈保护起来，但不保护不保护PSW、A和其他寄存器的内容，若要对原程序中用到的数据和寄存

5、器的内容进行保护需要通过和其他寄存器的内容，若要对原程序中用到的数据和寄存器的内容进行保护需要通过入栈操作完成。保护现场前一般要关中断，以防止现场保护过程中有高优先级中断发生而破坏现场保入栈操作完成。保护现场前一般要关中断，以防止现场保护过程中有高优先级中断发生而破坏现场保护。现场保护一般用堆栈指令护。现场保护一般用堆栈指令PUSH将原程序中用到的寄存器压入堆栈，现场保护之后要开中断；将原程序中用到的寄存器压入堆栈，现场保护之后要开中断；n3.中断服务中断服务通过执行中断服务程序完成相应的功能；通过执行中断服务程序完成相应的功能；n4.清除中断标志位清除中断标志位CPU响应中断后，要清除相应的

6、中断请求标志位，以免响应中断后，要清除相应的中断请求标志位，以免CPU再次响应该中断；再次响应该中断；n5.恢复现场恢复现场中断服务完成后，返回前要用弹出堆栈使保护在堆栈中的数据和寄存器的值弹出，以实中断服务完成后，返回前要用弹出堆栈使保护在堆栈中的数据和寄存器的值弹出，以实现恢复原有数据的目的。现恢复原有数据的目的。n6.中断返回中断返回此时此时CPU将将PC指针内容弹出堆栈恢复断点，从而使指针内容弹出堆栈恢复断点，从而使CPU继续执行刚才被中断的程序。继续执行刚才被中断的程序。中断系统概述2016-3-9区分保护断点和保护现场4n保保护断护断点是点是将断将断点点处处的的PC值保存起来，而保

7、护现场则是将主程序中使用过的累加器、寄存值保存起来，而保护现场则是将主程序中使用过的累加器、寄存器和标志位等内容保护起来；器和标志位等内容保护起来；n保保护现场护现场和恢和恢复现场复现场是通是通过过在中在中断断服服务务程序中采用堆程序中采用堆栈栈操作指令操作指令PUSH及及POP实现的，而实现的，而保护断点、恢复断点是由保护断点、恢复断点是由CPU响应中断和中断返回时自动完成的。响应中断和中断返回时自动完成的。中断系统大大改善了计算机的性能，主要特点如下：5n有效地解有效地解决决了了CPU与慢速外设之间的矛盾，可使与慢速外设之间的矛盾，可使CPU与外设并行工作，大大提高了工作效与外设并行工作，

8、大大提高了工作效率；率；n可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数和信息，即计算机具有实时处理能力，从而可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数和信息，即计算机具有实时处理能力，从而提高了控制系统性能；提高了控制系统性能；n使系统具备了处理故障的能力，提高了系统自身的可靠性。使系统具备了处理故障的能力，提高了系统自身的可靠性。2016-3-9MCS-51中断系统中断系统的内部构造1MCS-51中断系统2016-3-9u5个中断源含义如下：中断方式-外部中断和内部中断32016-3-9n外部中外部中断断是指是指从单从单片机外部引脚片机外部引脚INT0和和INT1输入中断请求信号的中断，即外部中断

9、源有输入中断请求信号的中断，即外部中断源有两个。两个。u外部中断n如如输输入入输输出的出的请请求、求、实时时间实时时间的中的中断请断请求、掉求、掉电电或或设备设备故障的中故障的中断请断请求都可以作求都可以作为为外部中外部中断断源，源，从从引脚引脚INT0和和INT1输入。输入。MCS-51中断系统2016-3-9u内部中断MCS-51中断系统n内部中断是单片机芯片内部产生的中断。内部中断是单片机芯片内部产生的中断。MCS-51单片机的内部中断有定时单片机的内部中断有定时/计数器计数器T0和和T1的溢出中断，串行口的发送接收中断。的溢出中断，串行口的发送接收中断。n当定时当定时/计数器计数器T0

10、和和T1的定时或计数到了时，硬件自动置位的定时或计数到了时，硬件自动置位TCON的的TF0或或TF1，向，向CPU申申请中断；请中断；CPU响应中断而转向中断服务程序时，由硬件自动将响应中断而转向中断服务程序时，由硬件自动将TF0或或TF1清零，即清零，即CPU响响应中断后能自动撤销中断请求信号。应中断后能自动撤销中断请求信号。n当串行口发送或接收一桢数据时，由硬件自动置位当串行口发送或接收一桢数据时，由硬件自动置位SCON的的TI或或RI，以此向，以此向CPU申请中断申请中断；CPU响应后，硬件不能自动将响应后，硬件不能自动将TI或或RI清零，必须由用户采用软件方法将清零，必须由用户采用软件

11、方法将TI或或RI清零，来清零，来撤除中断请求信号。撤除中断请求信号。中断控制寄存器42016-3-9nMCS-51中断系统在中断系统在4个特殊功能寄存器下工作。分别是：定时个特殊功能寄存器下工作。分别是：定时/计数器控制寄存器（计数器控制寄存器（TCON）、串行口控制寄存器（、串行口控制寄存器（SCON）、中断允许控制寄存器（）、中断允许控制寄存器（IE)和中断优先级控制寄存器（和中断优先级控制寄存器（IP）TCON中各位定义1.中断请求控制中断请求控制（1）TCON中的中断请求标志位中的中断请求标志位 TCON为定时为定时/计数器控制寄存器，其字节地址位计数器控制寄存器，其字节地址位88H

12、，可位寻址，位地址范围，可位寻址，位地址范围88H8FH。这个寄存器由两个作用，即除了控制定时这个寄存器由两个作用，即除了控制定时/计数器计数器T0和和T1的溢出中断外，还控制外部中断的触发的溢出中断外，还控制外部中断的触发方式和锁存外部中断请求标志位。方式和锁存外部中断请求标志位。MCS-51中断系统2016-3-9uTCON中各位含义如下：nIT0：外部中断：外部中断0（INT0）的触发方式控制位。当）的触发方式控制位。当IT0=0时，时，INT0为电平触发方式，低电平触为电平触发方式，低电平触发有效；当发有效；当IT0=1时，时，0INT为边沿触发方式，下降沿触发有效。为边沿触发方式，下

13、降沿触发有效。nIT1：外部中断：外部中断1（INT1）的触发方式控制位。当）的触发方式控制位。当IT1=0时，时，1INT为电平触发方式，低电平触为电平触发方式，低电平触发有效；当发有效；当IT1=1时，时，1INT为边沿触发方式，下降沿触发有效。为边沿触发方式，下降沿触发有效。 MCS-51中断系统2016-3-9nIE0：外部中断：外部中断0（INT0）的中断请求标志位。当外部中断）的中断请求标志位。当外部中断0（INT0）的触发请求有效时，硬）的触发请求有效时，硬件电路自动将该位置件电路自动将该位置1，否则清，否则清0。换句话说，当。换句话说，当IE0=1时，表明外部中断时，表明外部中

14、断0正在向正在向CPU申请中申请中断；当断；当IE0=0时，则表明外部中断时，则表明外部中断0没有向没有向CPU申请中断。当申请中断。当CPU响应该中断后，由硬件自动响应该中断后，由硬件自动将该位清将该位清0，不需用专门的语句将该位清，不需用专门的语句将该位清0。nIE1：外部中断：外部中断1（INT1）的中断请求标志位。当外部中断）的中断请求标志位。当外部中断1（INT1）的触发请求有效时，硬）的触发请求有效时，硬件电路自动将该位置件电路自动将该位置1，否则清，否则清0。换句话说，当。换句话说，当IE1=1时，表明外部中断时，表明外部中断1正在向正在向CPU申请中申请中断；当断；当IE1=0

15、时，则表明外部中断时，则表明外部中断1没有向没有向CPU申请中断。当申请中断。当CPU响应该中断后，由硬件自动响应该中断后，由硬件自动将该位清将该位清0，不需用专门的语句将该位清，不需用专门的语句将该位清0。 uTCON中各位含义如下：MCS-51中断系统2016-3-9nTF0：定时：定时/计数器计数器0（T0）的溢出中断标志位。当定时）的溢出中断标志位。当定时/计数器计数器0计满溢出时，由硬件自动将计满溢出时，由硬件自动将TF0置置1，并向，并向CPU发出中断请求，当发出中断请求，当CPU响应该中断进入中断服务程序后，由硬件自动将该响应该中断进入中断服务程序后，由硬件自动将该位清位清0，不

16、需用专门的语句将该位清，不需用专门的语句将该位清0。需要说明的是：如果使用定时。需要说明的是：如果使用定时/计数器的中断功能，则计数器的中断功能，则该位完全不用人为操作，硬件电路会自动将该位置该位完全不用人为操作，硬件电路会自动将该位置1、清、清0，但是如果中断被屏蔽，使用软件，但是如果中断被屏蔽，使用软件查询方式去处理该位时，则需用专门语句将该位清查询方式去处理该位时，则需用专门语句将该位清0。 nTF1：定时：定时/计数器计数器1（T1）的溢出中断标志位。其功能及使用方法同）的溢出中断标志位。其功能及使用方法同TF0。uTCON中各位含义如下：nTR0及及TR1这两个位与中断无关，仅与定时

17、这两个位与中断无关，仅与定时/计数器有关。计数器有关。MCS-51中断系统2016-3-9（2）SCON中的中断请求标志位中的中断请求标志位 TCON为串行口控制寄存器，其字节地址位为串行口控制寄存器，其字节地址位98H，可位寻址，位地址范围，可位寻址，位地址范围98H9FH。串行口的接收和发送数据中断请求标志位（串行口的接收和发送数据中断请求标志位（RI和和TI）被锁存在串行口控制寄存器）被锁存在串行口控制寄存器SCON中。中。SCON中各位定义MCS-51中断系统2016-3-9uSCON中TI和RI含义如下：nTI：串行口发送中断标志位。：串行口发送中断标志位。CPU将一个数据写入发送缓

18、冲器将一个数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送，每发时，就启动发送，每发送完一桢串行数据后，硬件置位送完一桢串行数据后，硬件置位TI。但。但CPU响应中断时，并不清除响应中断时，并不清除TI中断标志，必须在中中断标志，必须在中断服务程序中由软件对断服务程序中由软件对TI清零。清零。nRI:串行口接收中断标志位。在串行口允许接收时，每接收完一桢数据，由硬件自动将串行口接收中断标志位。在串行口允许接收时，每接收完一桢数据，由硬件自动将RI位位置置1。CPU响应中断时，并不清楚响应中断时，并不清楚RI中断标志，也必须在中断服务程序中由软件对中断标志，也必须在中断服务程序中由软件对RI清零清零。M

19、CS-51中断系统中断允许控制22016-3-9uMCS-51对中断源的开放或屏蔽是由中断允许控制寄存器（IE）控制的。IE的字节地址位A8H，即可按字节寻址，也可按位寻址，地址范围为A8HAFH。通过对IE的各位置1或清零操作，实现开放或屏蔽某个中断。中断允许控制寄存器（IE）中的有关位定义MCS-51中断系统IE有关位定义如下：12016-3-9nEA：即：即Enable All的缩写，全局中断允许控制位。当的缩写，全局中断允许控制位。当EA=0时，则所有中断均被禁止；当时，则所有中断均被禁止；当EA=1时，全局中断允许打开，在此条件下，由各个中断源的中断控制位确定相应的中断允许时，全局中

20、断允许打开，在此条件下，由各个中断源的中断控制位确定相应的中断允许或禁止。换言之，或禁止。换言之，EA就是各种中断源的总开关。就是各种中断源的总开关。nES:串行口中断允许控制。当串行口中断允许控制。当ES=0时，屏蔽所有中断；当时，屏蔽所有中断；当ES=1且且EA=1时，开放串行口中断。时，开放串行口中断。nEX0：外部中断：外部中断0（0INT）的中断允许位。如果）的中断允许位。如果EX0置置1，则允许外部中断，则允许外部中断0中断，否则禁止外中断，否则禁止外部中断部中断0中断。中断。 MCS-51中断系统2016-3-9uIE有关位含义义如下：nET0：定时：定时/计数器计数器0的中断允

21、许位。如果的中断允许位。如果ET0置置1，则允许定时，则允许定时/计数器计数器0中断，否则禁止定中断，否则禁止定时时/计数器计数器0中断。中断。nEX1：外部中断：外部中断1（1INT）的中断允许位。如果）的中断允许位。如果EX1置置1，则允许外部中断，则允许外部中断1中断，否则禁止中断，否则禁止外部中断外部中断1中断。中断。nET1：定时：定时/计数器计数器1的中断允许位。如果的中断允许位。如果ET1置置1，则允许定时，则允许定时/计数器计数器1中断，否则禁止定中断，否则禁止定时时/计数器计数器1中断。中断。n例如：如果我们要设置允许外部中断例如：如果我们要设置允许外部中断0、定时、定时/计

22、数器计数器1中断允许，其他中断不允许，则中断允许，其他中断不允许，则IE寄寄存器各位取值如表存器各位取值如表5-3所示。所示。 IE寄存器各位取值MCS-51中断系统2016-3-9MCS-51中断系统u例：若允许片内两个定时/计数器中断，禁止其他中断源的中断请求，试编写出设置IE的相应指令n1.用位操作指令用位操作指令 CLR EX0 ;禁止外部中断禁止外部中断0中断中断 CLR EX1 ;禁止外部中断禁止外部中断1中断中断 CLR ES ;禁止串行口中断禁止串行口中断 SETB ET0 ;允许定时允许定时/计数器计数器T0中断中断 SETB ET1 ;允许定时允许定时/计数器计数器T1中断中断 SETB EA ;CPU开中断开中断n2.用字节操作指令用字节操作指令 MOV IE， #8AH 或或MOV A8，#8AH ；IE寄存器的字节地址为寄存器的字节地址为A8H2016-3-9uMCS-51单片机有两个中断优先级，每一个中断请求源均可编程为高优先级中断或低优先级中断，从而实现两级中断嵌套。中断优先级控制IP