《新编单片机原理与应用实验》课件第4章

实验4外

中

断

实

验

一、实验目的二、实验设备与器材三、实验内容、过程及要求

一、实验目的

(1)

理解MCS-51的中断控制系统结构。

(2)

理解MCS-51的中断识别、控制及优先级排队。

(3)

理解中断响应的过程及条件。理解中断向量(入口地址)，掌握中断初始化、中断服务程序结构及其编写方法。

二、实验设备与器材仿真器及其附件、万用表、图1所示的实验电路板各一套，导线数条。本实验涉及实验板上的U101、U204、U205芯片，以及LED200、LED201数码管，与其他元器件无关。接通电源前，取下U402，并按表4-1设置板上相关跳线的状态。

表4-1

相关跳线状态

1．理解外中断初始化、中断标志有效时间、中断响应条件用跳线帽将JP103的2-3引脚短路，使(P3.2，接JP103的2脚)与P1.3引脚(接JP103插座的3脚)连在一起，即用P1.3引脚的输出信号模拟外中断信号。三.实验内容，过程及要求实验程序如下：

ORG0000H LJMPMAIN ORG0003H ;外中断入口地址LJMPINT0 ORG0050HPROCMAINMAIN: MOVSP，#5FH ;初始化堆栈指针SP ;初始化外中断

MAIN: MOVSP，#5FH ;初始化堆栈指针SP ;初始化外中断

SETBIT0 ;边沿触发

CLREX0 ;禁止中断

SETBEA ;开中断

SETBP1.3 ;P1.3引脚为高电平

CLRP1.3 ;P1.3引脚为低电平，使P3.2引脚出现下降沿

SETBP1.3 ;使P1.3引脚恢复高电平

MOVP0，#0C0H ;在LED200上显示数码“0”

NOP ;断点1

NOP SETBEX0 ;允许中断，断点2 NOP ;断点3 MOVP0，#0FFH ;关闭LED200数码管显示

NOP ;断点4 NOP SJMP$END

ORG0300HPROCINT0INT0:PUSHPSW ;断点5PUSHACC;不用切换工作寄存器区，因为中断服务程序中没有改写寄存器R7～R0MOVP0，#80H ;在LED200上显示数码“8”POPACCPOPPSWRETIEND实验步骤：

(1)

复位后，观察并记录与中断有关的寄存器，如IE、TCON、IP的初值。

(2)在“断点1”设置断点，然后全速执行，并检查TCON寄存器内容。可见，当外中被定义为下降沿触发时，只要P3.2引脚出现过由高到低电平变化，外中断中断请求标志IE0即有效。

(3)

取消断点1，设置断点2，复位后，再全速执行，并检查TCON寄存器内容。可见，只要引脚出现了下降沿，中断标志IE0即为1，但不被响应，原因是EX0位为0，中断被禁止，CPU不查询IE0标志，因此不响应。

(4)取消断点1、2，设置断点3，复位后，再全速执行，并检查TCON寄存器内容。可见，执行后，暂停在断点3处，并没有响应中断，原因是断点3的上一条指令是“SETBEX0”，操作对象为中断控制寄存器IE，因此必须再执行一条指令后才满足中断响应条件。

(5)

取消断点1、2、3，设置断点4和5，复位后，全速执行并检测TCON寄存器内容。这样，我们将发现程序暂停在断点5，而不是断点4，这说明满足了中断响应条件。从堆栈中即可判别出断点地址正是断点4所在指令地址，且PC当前值已经变为中断程序的入口地址，而TCON寄存器中的IE0标志为0，说明响应了中断请求后自动清除了边沿触发的中断标志IE0。

(6)将触发方式改为电平触发，重复以上操作即可发现：CPU不会自动清除电平触发外中断标志IE0。

2．验证中断优先级用跳线帽将JP103的2-3引脚短路，使(即P3.2，接JP103插座的2脚)引脚与P1.3(接JP103插座的3脚)相连；用导线将(P3.3，接JP104的2脚)引脚与P1.0(接JP101插座的2脚)相连，即用P1.3、P1.0引脚输出的信号模拟外中断信号和。实验程序如下：

ORG0000HLJMPMAIN ORG0003H ;外中断入口地址LJMPINT0

ORG0013H ;外中断入口地址LJMPINT1

ORG0050HPROCMAINMAIN:

MOVSP，#4FH ;初始化堆栈指针SP

;初始化外中断

SETBIT0 ;边沿触发

;初始化外中断

SETBIT1 ;边沿触发

SETBEX0 ;允许 中断

SETBEX1 ;允许 中断

SETBEA ;开中断

;CLRPX0

;修改中断优先级

;SETBPX1ORLP1，#09H ;P1口与立即数09H相或，使P1.3、P1.0同时为1ANLP1，#0F6H ;P1口与立即数0F6H相与，使P1.3、P1.0同时为0ORLP1，#09H ;P1口与立即数09H相或，再使P1.3、P1.0同时为1SJMP$ ;模拟主程序END

ORG0300HPROCINT0INT0:

PUSHPSW

PUSHACC

MOVP0，#80H ;在LED200上显示数码“8”

NOP ;断点1

POPACC POPPSW RETIEND

ORG0400HPROCINT1INT1: PUSHPSW PUSHACC MOVP0，#0C0H ;在LED200上显示数码“0” NOP ;断点2 POPACC POPPSW RETI

END

实验步骤：

(1)

不修改中断优先级控制寄存器IP，设置了断点1、2后，全速执行，将暂停在“断点1”。复位后，各中断优先级均为0，于是、都是低优先级。尽管、同时有效，但同级中断CPU查询顺序是 优先，因此全速执行后，暂停在断点1处，说明同优先级时，CPU先响应。

(2)修改中断优先级控制寄存器IP，将IP寄存器的PX1位置1(高)，PX0位置0，然后全速执行，程序暂停在断点2处。说明当两个中断同时有效时，CPU优先响应高优先级。

3．中断嵌套实验程序如下：

ORG0000HLJMPMAIN ORG0003H ;外中断 入口地址LJMPINTO ORG0013H ;外中断入口地址LJMPINT1 ORG0100HPROCMAINMAIN: MOVSP，#6FH ;初始化堆栈指针SPLJMPINT1

ORG0100HPROCMAINMAIN:

MOVSP，#6FH ;初始化堆栈指针SP

;初始化外中断

SETBIT0 ;边沿触发

;初始化外中断

SETBIT1

;边沿触发

SETBEX0

;允许 中断

SETBEX1

;允许 中断

SETBEA

;开中断

;CLRPX0 ;优先级为0(低);SETBPX1 ;优先级为1(高)MOVP1，#0FFH ;将立即数FF送P1口，使用P1.3、P1.0同时为1CLRP1.3 ;外中断有效SETBP1.3NOPSJMP$ ;模拟主程序END

ORG0200HPROCINT0INT0: PUSHPSWPUSHACCCLRRS1SETBRS0 ;使用1区MOVP0，#0C0H ;在LED200数码管上显示数码“0” ;表明正在执行中断服务程序LCALLSDELAY ;调用软件延迟，使“0”字稳定显示2sSETBP1.0CLRP1.0 ;使外中断有效SETBP1.0NOPNOP ;断点1MOVP0，#80H ;在LED200数码管上显示数码“8”LCALLSDELAY ;调用软件延迟，使“8”字稳定显示2sPOPACCPOPPSWRETIEND

ORG0400HPROCINT1INT1:PUSHPSWPUSHACCSETBRS1CLRRS1 ;使用2区

MOVP0，#0F9H ;在LED200数码管上显示数码“1”;表明正在执行INT1中断服务程序LCALLSDELAY ;调用软件延迟，使“1”字稳定显示2sPOPACCPOPPSWRETIEND;利用多重循环实现软件延迟;延迟时间约为25×255×255个机器周期，当晶振频率为12 MHz，;在12时钟机器周期状态下，延迟时间约为2～3sPROCSDELAYSDELAY: MOVR5，#25LOOP2: MOVR6，#0FFHLOOP1: MOVR7，#0FFH DJNZR7，$ DJNZR6，LOOP1 DJNZR5，LOOP2 RETEND实验步骤：

(1)先不修改中断优先级控制寄存器IP，复位后，单步执行，跟踪程序的执行过程将发现：P1.3引脚出现低电平后，将进入中断服务程序，尽管在中断服务程序中有效，但复位后，由于、都是低优先级，不能中断，因此必须等到中断服务程序运行结束后，才响应，因此不会出现中断嵌套(如果写片运行，将会发现LED200数码管按0→8→1顺序显示)。