电子设计大赛培训系列-4-C语言和单片机(4)课件

第4讲中断系统一、中断技术二、MCS-51中断系统三、中断处理过程本讲主要内容:1.了解单片机的中断系统结构2.熟悉中断控制寄存器3.掌握中断处理的过程要求:计算机中的中断概念中断是指计算机在执行某一程序的过程中,由于计算机系统内、外的某种原因,而必须中止原来程序的执行,转去执行相应的处理程序,待处理结束之后,再回来继续执行被中止的原程序的过程。主程序响应中断请求中断服务子程序返回主程序继续执行主程序随机事件中断是指由于某种随机事件的发生，计算机暂停正在运行的程序，以处理随机事件，处理完后又返回原来的程序继续运行。思考：中断与子程序的相似点和不同点是什么？中断源：能引起中断的事件。主程序：被打断的程序。中断服务子程序：处理随机事件的程序。为什么应用中断技术解决快速CPU和慢速外设之间的矛盾。提高CPU和外设的工作效率。引进中断技术的优点分时操作——CPU可以同多个外设“同时”工作实时处理——CPU及时处理随机事件故障处理——计算机利用中断系统可以自行处理运行过程中事先预料不到的情况或故障（如电源掉电、存储出错、运算溢出等）。引进中断技术的优点外部设备中断源计算机的输入/输出设备，如键盘、打印机等，可通过接口电路向CPU申请中断。故障源产生故障信息的来源。内部和外部。内部故障源：执行指令时产生的错误情况，如除法中除数为零等。外部故障源：主要有电源掉电等情况。中断源实现中断及返回实现优先权排队中断嵌套高级中断源能中断低级中断处理中断系统的功能中断嵌套流程图主程序响应低级中断请求低级中断服务程序返回主程序继续执行主程序随机事件响应高级中断请求高级中断服务程序返回低级中断程序断点中断源中断结构图8051有5个中断源：外部输入中断源INT0(P3.2)外部输入中断源INT1(P3.3)定时计数器T0的溢出定时计数器T1的溢出串行口发送或接收中断源单片机引脚图TCON中断系统的结构图TCONSCONIEIP自然优先级矢量地址自然优先级返回中断入口地址002AH0023H：串行口中断入口001BH：定时器1溢出中断入口0013H：外部中断1入口000BH：定时器0溢出中断入口0003H：外部中断0入口0000H：复位后，程序的入口地址中断系统的结构图IESCON:串行口控制寄存器(98H)(MSB)(LSB)返回IE：中断允许寄存器(A8H)(MSB)(LSB)返回

某软件中对寄存器IE、IP设置如下: IE=0x8F; IP=0x06;·CPU中断允许情况如何？·各中断源允许情况如何？·允许中断源的中断优先次序如何？例题·CPU允许中断;·允许外部中断0、外部中断1、定时器/计数器0、定时器/计数器1提出的中断申请;·允许中断源的中断优先次序为:定时器/计数器0>外部中断1>外部中断0>定时器/计数器1。单片机结构引脚图返回外部中断0外部中断1?中断响应在满足CPU的中断响应条件之后，CPU对中断源中断请求的回答。中断响应过程保护断点把程序转向中断服务程序的入口地址（通常称矢量地址）。特别注意：这些工作是硬件自动完成的！中断响应主程序中断响应中断服务子程序中断返回继续执行主程序随机事件中断服务子程序的地址断点地址中断入口地址中断服务子程序的入口地址又称中断矢量或中断向量单片机中5个中断源的矢量地址是固定的。（★不能随意设置）中断入口地址002AH0023H：串行口中断入口001BH：定时器1溢出中断入口0013H：外部中断1入口000BH：定时器0溢出中断入口0003H：外部中断0入口0000H：复位后，程序的入口地址使用时通常在这些入口地址处存放一条跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断服务程序的实际地址上去。例：包含INT0中断函数的程序结构：

ORG0000HAJMPMAIN

ORG0003HAJMPINTT0

ORG0100HMAIN：…………INTT0：…………RETIENDAJMPMAINAJMPINT0主程序中断服务子程序例：包含INT0中断函数的程序结构：#include<reg51.h>#include<intrins.h>viodINT0_ISR(void)interrupt0;voidmain(){EA=1;/*CPU开中断*/EX0=1；while(1){……}}viodINT0_ISR(void)interrupt0{……}主函数外部0中断中断函数中断处理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（或中断服务)。中断服务子程序一般包括两部分内容保护和恢复现场处理中断源的请求（为中断源服务）中断处理主程序中断响应中断服务子程序中断返回继续执行主程序随机事件入口地址RETI1、现场：PSW、通用工作寄存器、特殊功能寄存器等。

保护现场；恢复现场。2、中断服务是针对中断源的具体要求进行处理。中断处理例如,现有外部中断1提出申请,且主程序中有DPTR、累加器A、PSW需保护,则编制程序应为:ORG0000HAJMPMAINORG0013HLJMPINT1…ORG0100HMAIN:…;主程序…ORG1000HINTT1:PUSHACCPUSHDPHPUSHDPLPUSHPSW……；中断源服务POPPSWPOPDPLPOPDPHPOPACCRETI保护现场恢复现场中断服务子程序中断返回是指中断服务完后，返回到原来暂停的位置（即断点），继续执行原来的程序。中断返回由专门的返回指令RETI来实现。中断返回主程序中断响应中断服务子程序中断返回继续执行主程序随机事件

中断处理程序的最后一条指令是中断返回指令RETI。它的功能：①是将断点弹出送回PC中，使程序能返回到原来被中断的程序继续执行。②清除优先级状态触发器和部分中断标志。中断返回思考：能用RET代替RETI吗？中断处理过程示意图中断源发中断请求中断响应条件是否满足？中断是否受阻？把PC断点地址压入堆栈相应中断源的中断入口地址送PC，转向中断服务子程序由硬件自动完成YYNN中断服务子程序关中断保护现场开中断中断服务关中断中断返回断点地址由堆栈弹入PC恢复现场开中断保护和恢复现场后的开中断，是为了允许有更高级中断打断此中断服务子程序。保护现场和恢复现场的过程不允许中断，以免破坏现场。硬件自动完成RETI利用外部中断0向CPU申请中断，中断服务将P1口作为输出。

中断应用举例

ORG 0000H

AJMP MAIN；转向主程序 ORG 0003H ；外部中断0入口地址 AJMP WINT；指向中断服务程序 ORG 0100H ；主程序MAIN:SETB IT0 ；选择边沿触发方式 SETB EX0 ；允许外部中断0 SETB EA ；CPU允许中断HERE：AJMP HERE；主程序踏步中断应用举例中断服务程序：

ORG 0200H WINT:MOVP1,#0FH；P1口输出

RETI ；中断返回

END中断应用举例#include<reg51.h>#include<intrins.h>viodINT0_ISR(void)interrupt0;voidmain(){ IT0=1；//选择边沿触发方式 EX0=1；//允许外部中断0 EA=1；//CPU允许中断 while(1)；//主程序踏步}中断应用举例中断函数：voidINT0_ISR(void)interrupt0{ P1=0x0F；//P1口输出}中断应用举例利用外部中断1向CPU申请中断，中断服务将P1口的发光二极管循环点亮作为输出。

中断应用举例#include<reg51.h>unsignedchari=0x01;viodINT1_ISR(void)interrupt2;voidmain(){ P1=0xff; IT1=1;//选择边沿触发方式 EX1=1;//允许外部中断0 EA=1;//CPU允许中断 while(1);//循环等待}中断应用举例中断函数：voidINT1_ISR(void)interrupt2{ i<<=1; if(i==0)i=1;/*移位8次后，i将变为0，因此需要重新赋值*/ P1=~i;}中断应用举例用定时器T0的方式2，控制发光二极管每秒闪一次。实例#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitLED=P0^0;

/*发光管控制位定义*/unsignedintcount=0;

/*方式2中断计数器*/程序清单voidtime0(void)interrupt1{count++;/*每中断一次，计数器加1*/if(count==2000)/*2000次为0.5秒*/{count=0;