第9讲 单片机中断系统

1、第9届，单片机中断系统，单片机中断系统，本课任务：理解中断概念，以INT外部中断为例，详细说明中断程序的制作方法。 引言单片机中断系统是解决突发事件和多任务实时处理的最佳方法，熟练掌握中断技术的应用是合格电子工程师必须具备的能力。 为什么需要引入中断的原因？如果高速主机和低速外围设备连接，效率非常低，并且如果低速外围设备工作，则CPU时间被浪费。 在一台高速主机连接有多个低速外围设备的情况下，高速主机不能进行多任务并行处理。 中断概念的抽出，1、生活中的中断法的例子。 2、中断概念： CPU处理一个事件a时，发生另一事件b请求(中断请求)的CPU暂时中断当前工作，处理事件b (中断应答和中断服

2、务)的CPU处理事件b，然后返回到原始事件a被中断的位置中断源： CPU中断的原因或原因。 中断源向CPU发出中断请求。 没有事先确定中断发生的时间。 被称为中断源、CPU中断的原因、中断源。 中断源向CPU发出的中断请求。 CPU暂时中断原始事务a，并处理事件b。 在处理事件b之后，返回到原始被中断的位置(即，中断点)，并且被称为中断恢复。 实现上述中断功能的部件称为中断系统(中断机构)。 中断的优点，早期的计算机系统不包含中断系统。 然后引入中断系统来解决高速主机和低速外围设备的数据传输问题，其优点是分时操作。 CPU可以时分服务多个外围设备，提高了计算机利用率的实时响应。 CPU可以实时

3、处理应用系统的随机事件，大大提高了系统的实时性，可靠性很高。 CPU具有处理设备故障和停电等突发事件的能力，提高了系统的可靠性。 中断传输方式的特征，数据传输双方平时做各自的工作，甲方要求与乙方进行数据传输时，自发发出信号申请，乙方接收到申请后同意传输，安排现在的工作，响应甲方和数据传输的发生。 结束后，回去继续中断前的工作。 中断功能的强弱是计算机性能优劣的重要指标，提高CPU效率解决速度矛盾，实现并行工作应对突发事件与中断有关的几个环节中断元(上述甲)中断申请(甲发出信号)开放中断(乙同意转发) 保护现场(安排了现在的工作)中断服务(根据乙方的要求)重新开始现场(事后、回家)中断恢复(继续

4、中断前的工作)、80C51中断系统的构成、80C51中断系统有5个中断源(8052中有6个)，有2个优先顺序，可以实现二级中断嵌套1、(P3.2 )可以选择IT0(TCON.0 )是低电平有效还是下降有效。 CPU检测到P3.2端子发生有效的中断信号时，中断标志IE0(TCON.1 )设为1，向CPU申请中断。 2、(P3.3 )可以选择IT1(TCON.2 )是低电平有效还是下降有效。 如果CPU检测到在P3.3端子上出现有效的中断信号，则中断标志IE1(TCON.3组1 )向CPU请求中断。 3、TF0(TCON.5 )、片内计时器/计数器T0溢出中断请求标志。 定时/计数器T0溢出时，设

5、定TF0，向CPU请求中断。 4、TF1(TCON.7 )、片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。 定时/计数器T1溢出时，设定TF1，向CPU请求中断。 5、RI(SCON.0 )或TI(SCON.1 )、串行端口中断请求标志。 在串行端口接收到一帧的串行数据时设置位置RI，或者在串行端口发送了一帧的串行数据时设置位置TI，并向CPU请求中断。 中断允许控制、CPU到中断系统的所有中断以及一个中断源的释放和掩码由中断允许寄存器IE控制。EX0(IE.0 )、外部中断0允许位ET0(IE.1 )、定时/计数器T0中断允许位； EX1(IE.2 )、外部中断0许可位ET1(IE.3 )、定时/计

6、数器T1中断许可位ES(IE.4 )、串行端口中断许可位EA (IE.7 )、CPU中断许可(合计许可)位。 定时器/计数器控制寄存器TCON、IT0和IT1是设定外部中断的触发方式。 当其为0时，低电平触发方式为1时，成为负的跳跃触发方式。 IE0和IE1除了外部中断标志位之外还有定时/计数器的控制。 TF0和TF1是计时器的中断标志。 TR1和TR0启动相应的定时器以控制中断优先级，并且80C51单片机有两种中断优先级，从而可以实现二次中断服务的嵌套。 各中断源的中断优先级由中断优先级寄存器IP的相应位的状态来规定。 PX0(IP.0 )、外部中断0优先级设定位PT0(IP.1 )、定时/

7、计数器T0的优先级设定位PX1(IP.2 )、外部中断1优先级设定位PT1(IP.3 )、定时/计数器T1的优先级设定位PS (IP.4 )、串行在有多个相同优先级的中断申请的情况下，存在中断优先级进入队列的问题。 相同优先级的中断优先级排列，以中断系统硬件确定的自然优先级形成，其排列如下：设定52单片机的4个中断源，使他们的优先顺序为T1、INT1、INT0、T0. IPH=0X08 IP=0X40； PX1=1； 80C51单片机的中断优先级有三种原则：在CPU同时接收到几个中断的情况下，首先响应优先级最高的中断请求。 正在进行的中断进程不能被新的兄弟或低优先级的中断请求中断。 正在执行的

8、低优先级中断服务由高优先级中断请求中断。 为了实现上述后者的原则，在中断系统中有两个用户不能寻址的优先级状态触发器。 一个集合表示对高优先级的中断作出了响应，它会阻止其后的所有中断请求。另一个集合1表示对低优先级的中断作出了响应，并阻止其后的所有低优先级的中断请求。80C51单片机中断处理过程，中断响应条件中断源有中断请求该中断源的中断许可位为CPU的中断(EA=1)。 如果同时满足以上三项，则CPU有可能对中断进行响应。 中断源： 8051的中断系统有五个中断源，有两个优先级。 STC12C5A60S2的中断系统有10个中断源、两个优先级或四个优先级。 可以嵌套2级或4级中断服务。 一次中断

9、处理的完整步骤，1，中断请求：发生中断事件时，中断源发出中断请求(将中断标志设为位置1 )，请求CPU暂时放弃当前的工作，转移到此中断服务。 2、中断使能：中断源提出了中断请求，但是能否得到CPU的响应取决于该中断请求是否通过几个等级到达CPU (中断使能位为1，等级被释放)。 在这些等级中，该中断源的中断许可位和全局中断许可位。 3、中断响应：中途释放的情况下，CPU响应中断请求，记录中断点，跳转到中断服务程序。 在INT和TMR中断中，中断响应时，中断标志位由硬件自动清除。 4、中断处理：以中断源为对象的服务。 5 .中断返回：返回主程序的中断点，继续执行主程序。 1、3、5用硬件自动完成

10、。 2、4是用户的编程完成了。 中断响应条件同时满足1、2。 在中断请求标志的位置和清除、外部中断下降触发方式的条件下，在发生中断请求时在硬件位置(位置1 )清除中断请求标志，CPU对中断进行响应时在硬件中清除(清除0 )。 电平触发方式时，中断请求标志由外部中断源控制。 具体而言，CPU检测到INT端子上发生了低电平时，中断标志IE由硬件设置，INT端子上发生了高电平时，中断标志IE由硬件清除。计时器中断计数溢出时，用硬件位置中断请求进行标记，CPU响应中断由硬件清除。 在串行中断串行端口接收到帧数据后请求中断，必须通过软件清除硬件位置中断请求标志RI、RI。 如果在串行端口发送了一帧的数据

11、之后请求中断，则必须清除硬件位置中断请求标志TI和TI。 每个中断源的3位，优先级定义位：每个中断源可以选择中断优先级(一个或四个优先级)中断使能位。 各中断源为启用或禁止中断请求标志位：各中断源为独立的中断请求标志(Flag )发生中断请求标志：发生中断事件时，硬件自动清除中断请求标志：中断I 由硬件自动清除，全局中断使能位，EA :全局中断使能位(所有许可位)。=0:全局中断禁止=1:全局中断许可。 中断服务函数、中断函数的写法void函数名称() interrupt中断号码； 、中断优先级、多个中断源同时发出中断请求时，该怎么办？ 响应高优先级的中断源，响应低优先级的中断源。 如果属于相同优先级的中断源，则根据内部中断查询的顺序，第一个查询的响应，然后是查询的响应。 注意：这个查询是硬件自动创建的，程序员不需要为此写语句。 如果一个中断源发出中断请求，另一个中断源正在执行中断服务程序时发出中断请求，CPU如何处理？ 如果新的中断优先级与当前处理中的中断等级相同，则不进行响应，直到当前的中断服务程序执行结束为止进行响应。 如果新中断的优先级高于正在处理