单片机原理与实验指导 第6章 中断系统.ppt

1、6 MCS-51系列单片机的中断系统,中断技术是单片机在实时处理和实时控制中不可缺少的重要环节。由于来自多方的中断请求都是随机发出的，如果采用查询方式来处理这些中断请求，则单片机的工作效率就会变的非常很低，实时性将得不到有效保证。,6.1 中断的概念,所谓中断，是指在CPU执行程序的过程 中，当出现某种情况，由服务对象向CPU发出 中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的 执行，而转去执行相应的处理程序，待处理程 序执行完毕后，再返回来继续执行原来被打断 的程序。也就是说，中断是通过硬件来改变 CPU程序运行方向的一种技术，它既和硬件有 关，也和软件有关。,6.1.1 中断的过程,调用中断过

2、程 中断嵌套过程,6.1.2 中断源 一、I/O设备 通常要求它在输入或输出一个数据时能自动产生一个“中断请求”信号（TTL高电平或TTL低电平）送到CPU的中断请求输入线，以供CPU检测和响应。（如，打印机、键盘等） 二、控制对象 在单片机用作实时控制时，被控对象常常用作中断源，用于产生中断请求信号，要求CPU及时采集系统的控制参量、越限参数以及要求发送和接收数据等。(如， 电流、电压等）,三、故障检查 当设备或系统发生故障时以中断的方式通知CPU对故障进行 分析处理。 四、实时时钟 在工业控制中，经常需要进行定时检测和控制，单片机内部 一般都有专门的定时器，当需要定时时，由CPU发出命令，

3、启动 定时器开始计时，待定时时间到，定时器向CPU发出中断申请， CPU响应处理。 五、人为设置 为了检查中间结果是否正确或者在查找错误，往往都要设置 断点或单步执行，这些都是人为设置的中断。,6.1.3 中断的好处 （1）实行分时操作，提高了CPU的效率; （2）实现实时处理; （3）进行故障处理; 62 MCS-51中断系统 6.2.1 中断系统的结构与控制 一、中断系统的结构 8051CPU有5个可屏蔽中断源（8052有6个）见表6-1。分2个中断 优先等级，允许实现二级中断嵌套。（8051标准型） (1)2个外部中断源和（从P3.2和P3.3引脚输入，中断标志为IE0 、IE1，触发方

4、式控制为 IT0、IT1） ) ;,（2）2个内部定时/计数器T0、T1（P3.4、P3.5计数输入，中断标 志为TF0、TF1）； （3）一个全双工的串口发送或接收中断（P3.0、P3.1引脚输入， 中断标志TI、RI）。,二、中断的控制 申请中断的所有标志位均分别设在特殊功能寄存器TCON 和SCON中（关于TCON和SCON的其它用法将在第7、8章中 叙述）。 【这些标志位都可以用软件控制（与硬件控制的效果相同）。即用软件对某位置1，就相当于提出了对该种中断的申请，否则就撤销了这种中断申请。】 （一）中断标志 （1）TCON中的标志位（计数/定时）,（2）SCON中的中断标志位（串口）,

5、注意：在CPU响应串行口的中断后，硬件并不把 TI或RI中断标志清0，在使用时TI和RI必须由软件清0。,（二）中断允许寄存器IE,8051系统复位后，IE中各位均被清0，即禁止所有中断。 例如，如果要打开定时/计数器0和串口的中断，程序可以写成： SETB ET0 ；使ET0=1，允许T0中断 SETB ES ；使ES=1， 允许串口中断 SETB EA ；使EA=1，总允许中断必须打开,（三）中断源优先级设定寄存器IP 8051单片机具有两个中断优先级，每个中断源可变成为 高优先级中断或低优先级中断，并可实现二级中断嵌 套，即，高优先级中断源可中断正在执行的低优先级中 断服务程序；同级或低

6、优先级的中断源不能中断正在执 行的中断程序。,8051复位后，IP低5位全部清0，将所有中断源设置为低优先级中断。,MCS-51对同级中断源的优先权有规定 （见表6-6）,例如： 一个应用系统设置了三种中断，串行口中断、定时/计数 器1中断和外部0中断，并使优先权顺序为TF1最高，IE0 之，RI+TI的中断优先权最低。对这样的系统，只要把中 断中断优先级控制寄存器IP的PT1位置“1”就可以实现 该系统对优先权顺序的要求了。程序可以写成： MOV IP，#08H ；00001000B，即PT1=1 在这种设置中，PT1=1，使定时/计数器1处在高级优先中，其它中 断源都处于低级优先权中，且因

7、在同一级中外部中断0最高。所以 足： PX1（定时/计数器1） PX0(外部中断0) PS(串行口)的优先 顺序。,6.2.2 MCS-51中断源的入口地址与过程,一、中断响应（保存用来地址-PC压栈） 二、中断返回（与到RETI返回） 三、中断响应时间 （至少要经过三个完整的机器周期 ）,6.3 中断程序的设计与应用,6.3.1 中断服务程序的设计结构 一、硬件电路 二、整个程序的设计功能 三、中断程序的任务 设计中断服务程序往往要考虑： （1）设置中断允许控制寄存器IE的相应标志位； （2）设置中断优先级寄存器IP的相应位，确定并分配所使用的 中断源优先级； （3）若是外部中断源，还要设置

8、中断请求的触发方式IT0或 IT1，以满足硬件电路提供的中断方式； （4）编写中断服务程序，处理中断要求。,如，下列程序： ORG 0000H ；上电或复位入口地址 LJMP TO_MAIN ；无条件转移到主程序 ORG 0003H ；外部中断0入口地址 LJMP TO_INT0 ；跳到外部中断0中断服务程序处 ORG 001BH ；定时/计数器1入口地址 LJMP TO_T1 ；跳到定时/计数器1的中断服务程 ；序处 ORG 0023H ；串口中断入口地址 LJMP TO_SBUF ；跳到串口中断服务程序处 ,ORG 0100H ；程序区 ；外部中断0中断服务程序 TO_INT0：PUSH

9、PSW ；压栈保护PSW PUSH ACC ；压栈保护ACC ；处理中断 POP ACC ；从栈区弹出ACC POP PSW ；弹出PSW RETI ；返回主程序 ；定时/计数器1的中断服务程序 TO_T0：PUSH PSW ；压栈保护PSW PUSH ACC ；压栈保护ACC ；处理中断 POP ACC ；从栈区弹出ACC POP PSW ；弹出PSW RETI ；返回主程序,；串口中断服务程序 TO_SBUF：PUSH PSW ；压栈保护PSW PUSH ACC ；压栈保护ACC JB TI，TO_WIRE CLR RI ；清除RI标志 ；读串口数据 SJMP TO_SBUFEND TO_

10、WIRE：CLR TI ；清除TI标志 ；写串口数据 TO_SBUFEND：POP ACC ；从栈区弹出ACC POP PSW ；弹出PSW RETI ；返回主程序,；主程序部分 TO_MAIN： MOV SP，#70H ；设堆栈区首址 SETB ET1 ；打开定时/计数器1中断 SETB EX0 ；打开外部中断0中断 SETB ES ；打开串口中断 SETB IT0 ；设外部中断0为下降沿触发 SETB PT1 ；设T1为最高优先权 SETB PS ；设串口为较高优先权 SETB EA ；打开总的中断开关 ；主程序 END TO_MAIN,6.3.2 C51中断服务程序的设计结构 【见5.5

11、.3节 C51中断函数】 C51编译器仅仅需要关心中断号和寄存器组的选择就可以了。编 译器会自动产生中断向量和程序的入栈及出栈代码。在函数声明时 包括interrupt，将把所声明的函数定义为一个中断服务程序。另 外，可以使用using定义此中断服务程序所使用的寄存器组。中断 函数的定义格式为： void 函数名（void） interrupt n using m 其中： 关键字interrupt后面的n是中断号，n的取值范围为031； 关键字using 后面的m是所选择的寄存器组，取值范围03，该 项可以省略。 对于interrupt后面n的取值，编译器从8n+3处产生中断向量。具体 的中断

12、号n和中断向量取决于8051系列单片机型号，常用的中断源 和中断向量如表5-10所示。,使用关键字using在函数中确定一个工作寄存器组时必须十分小心，要保证任何寄存器组的切换都只在仔细控制的区域内发生，如果做不到这一点，将产生不正确的函数结果。 （建议不要轻易设置）,例如，当外部中断0有信号输入时，使P1.7引脚电平翻转。程序 如下： #include /包含C51的头文件 sbit P17=P17； /定义P1.7引脚 void main (void) /主函数部分 P17=0 ； /使P1.7输出低电平 EX0 =1； /允许外部中断0中断 EA =1 ； /开中断 while(1)； /等待 void int0_func(void) interrupt 0 /外部中断0处理函数 P17 = P17 ； /使P1.7引脚电平翻转 在这个例子中，using 缺省，寄存器组由编译器给定。,在编写8051单片机中断函数时应遵循以下规则： （1）中断函数不能进行参数传递，如果中断函数中包 含任何参数声明，都将导致编译出错； （2）中断函数没有返回值，如果企图定义一个返回 值，