单片机第五章.ppt

1、,第5章 MCS-51的中断系统,中断功能强弱是计算机性能优劣的重要标志 提高CPU效率 解决速度矛盾 实现并行工作 应付突发事件,中断的特点,继续执行主程序,中断概念:指CPU正在执行原程序（主程序）时，被意外事情打断，转去执行新程序（中断服务程序）。CPU执行新程序结束后，又返回到原程序中继续执行原程序。,几个与中断有关的名词,中断源：发出申请的根源或引起中断的原因； 中断请求：中断源向CPU提出的请求处理 断点：主程序被打断的位置 中断响应过程：从主程序转到新程序的过程 中断处理：执行新程序的处理过程 中断返回：处理完毕后返回断点 中断系统：完成以上功能的部件,例如,某人看书 执行主程序

2、 日常事务 电话铃响 中断信号INT=0 中断请求 暂停看书 暂停执行主程序 中断响应 书中作记号 当前PC入栈 保护断点 电话谈话 执行中断程序 中断服务 继续看书 返回主程序 中断返回,中断过程： 中断系统工作可由中断请求、中断响应、中断服务、中断返回四个阶段组成。 中断优先权： 1.当同时有多个中断请求信号，先响应优先级别高的中断请求。 2.高优先级中断请求信号可中断低优先级中断服务。,中断源 1、INT0外部中断0请求，低电平有效。通过P3.2引脚输入。 2、INT1外部中断1请求，低电平有效。通过P3.3引脚输入。 3、TF0定时器/计数器T0溢出中断请求。 4、TF1定时器/计数器

3、T1溢出中断请求。 5、TI/RI串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或接收时，便请求中断。,五个中断源,MCS-51单片机的中断系统由中断请求标志位（在相关的特殊功能寄存器TCON 、 SCON中） 、中断允许寄存器IE、中断优先级寄存器IP及内部中断源标志位查询电路组成。如下图：,一.中断系统硬件结构,注:各中断允许控制位=0,开关断开；=1,开关接通,1、定时器控制寄存器TCON (88H),(1)TF0/TF1:定时器溢出中断申请标志位： =0：定时器未溢出； =1：定时器溢出申请中断，进中断后自动清零。,(2)TR0/TR1:定时器运行启停控制位： =0：定时器停止运行； =1

4、：定时器启动运行。,TCON：Timer控制寄存器,是管理定时器工作的SFR(其中低4位管外部中断),1、定时器控制寄存器TCON (88H),TCON：Timer控制寄存器,是管理定时器工作的SFR(其中低4位管外部中断),(3)IE0/IE1:外部中断申请标志位： =0：没有外部中断申请； =1：有外部中断申请。,(4)IT0/IT1:外部中断请求的触发方式选择位： =0：在INT0/INT1端申请中断的信号低电平有效; =1：在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变有效.,2、串行口控制寄存器SCON(98H),SCON：串行口控制寄存器,(5)RI/TI：串行口收/发数据申请中断标志

5、位 1 申请中断； 0 不申请中断,3.中断允许寄存器IE (0A8H),(1)EX0/EX1/ET1/ET0/ES 位： 分别是INT0/1，Timer0/1，串行口的中断允 许控制位: =0 时禁止中断； =1 时允许中断。 (2)ET2：T2中断允许控制位（仅52子系列有） =0 时禁止中断； =1 时允许中断。 (3)EA：总的中断允许控制位（总开关）： =0 时禁止全部中断；=1 时允许中断。,EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0,3.中断允许寄存器IE (0A8H),IE对中断的开放和关闭实现 2 级控制。 系统复位时,IE被清0,所有中断请求被禁止。 若允许其中一个

6、中断源被允许,除了相应位置1外，EA=1。 SETB EA CLR EA MOV IE, #data ORL IE, #data MOV IE, A,位操作,字节操作,3.中断允许寄存器IE (0A8H),如:若允许片内2个定时器/计数器中断,禁止其他中断源的中断请求。写出相应程序段 (1)位操作指令 CLR ES CLR EX1 CLR EX0 SETB ET0 SETB ET1 SETB EA,(2)用字节指令 MOV IE, #8AH,4.中断优先级控制寄存器IP (0B8H),MCS-51单片机的中断矢量与优先级,1.中断矢量: MCS-51单片机的 5 个中断源分别对应有各自的中断服

7、务程序入口地址中断矢量,最高优先级 最低优先级,高,低,MCS-51单片机的中断矢量与优先级,1.中断矢量: MCS-51单片机的 5 个中断源分别对应有各自的中断服务程序入口地址中断矢量,CPU执行主程序,CPU执行低级 中断服务程序,CPU执行高级 中断服务程序,响应低级中断请求,返回主程序,低级中 断请求,高级中 断请求,响应高级中断请求,返回低级中断程序,RETI,RETI,对同时发生多个中断申请时： (1)不同优先级的中断同时申请 先高后低 (2)相同优先级的中断同时申请 按序执行 (3)正处理低优先级中断又接到高级别中断 高打断低 (4)正处理高优先级中断又接到低级别中断 高不理低

8、,2.中断优先级处理原则,三.MCS-51单片机的中断矢量与优先级,(1)没有同级的中断或更高级别的中断正在处理；,3.在中断源提出了中断申请且CPU此前已经允许中断的前提下，还须满足以下三个条件:,(2)正在执行的指令必须执行完最后1个机器周期；,(3)若正在执行RETI,或正在访问IE或IP寄存器,须执行完上述指令和下一条指令以后方能响应中断。,三.MCS-51单片机的中断矢量与优先级,例5-2 设置IP寄存器的初始值,使得MCS-51的2个外中断请求为高优先级,其他中断为低优先级。 (1)位操作指令 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1 (2)

9、字节操作指令 MOV IP,#05H,三.MCS-51单片机的中断矢量与优先级,或者 MOV 0B8H,#05H,在CPU已经开放了外部中断允许的前提下： 1.在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平 2.TCON寄存器中的IE0/IE1标志位自动变“1”， 3.检测到IE0/IE1变“1”后,将产生指令： LCALL 0003H(/0013H)执行中断服务程序 4.并将IE0/IE1标志位清“0”,以备下次申请。,四.外部中断(INT0,INT1)申请过程,五. 中断请求的撤销,CPU响应中断请求，转向中断服务程序执行，在其执行中断返回指令（RETI）之前，中断请求信号必须撤除，否则将

10、可能再次引起中断而出错 三种撤销方式： （1）由单片机内部硬件自动复位。 （2）应用软件清除相应标志位 （3）既无硬件清除也无软件清除,五. 中断请求的撤销,1.定时器/计数器中断请求的撤销 该中断被响应后,硬件自动将中断标志位(TF0、TF1)清0,是自动撤销的。,2.外部中断请求的撤销 外部中断请求包括2种方式: (1)电平触发(低电平触发) (2)跳沿方式(负脉冲触发) 由于触发方式不同,撤销也不同。,2. 外部中断请求的撤销,低电平/负脉冲INT0/INT1引脚可触发中断,TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0,TCON (88H),IT0/IT1：INT0/1

11、的触发方式选择位： IT0/IT1 =0 时，INT0/INT1是低电平有效； IT0/IT1 =1 时，INT0/INT1是负跳变有效。,(2)低电平触发 引脚上的低电平须持续到中断发生。若中断返回前仍未及时撤除低电平,将再次中断。,外来的低电平反相CLK端产生上跳沿 D端的“0”打到Q端申请中断,INTx,P1.0,CLK,Q,Q,D,外来中断申请信号(低电平),MCS-51,74LS74,Q=0 则 Q=1,中断返回前对P1.0送“0” 令Q端变为“1”,2. 外部中断请求的撤销(2)低电平触发,中断服务程序中增加指令如下： ANL P1,#0FEH = CLR P1.0 ;令Q端置“1

12、”,以免下次中断来时Q端不能变“0”,五. 中断请求的撤销,3.串行口中断请求的撤销 只涉及标志位清0的问题。 (1)串行口中断标志有两个:TI和RI,但串行中断只有一个,所以必须首先区分是接收中断还是发送中断,才能清除相应标志位。 (2)只是用软件撤销办法 CLR TI CLR RI,六.中断应用前后要做的几项工作,1.中断前 (1)开中断允许:必须 (2)选择优先级:根据需要选择，可有/可无 (3)设置控制位:INTx触发方式(ITx) TxTCON(TRx),TMOD,初值 RI/TISCON(REN,RB8,TB8),2.中断后 (1)进入中断服务后:保护现场， (2)退出中断服务前:

13、恢复现场,设Tx的初值,清TI/RI, 中断服务程序的最后一条指令必是 RETI,中断应用程序举例：,例1：通过外部中断1,在中断服务中将B寄存器里的内容左环移一位。 已知: (B)=01H,要求采用边沿触发,低优先级。,此例的实际意义：在INT1引脚接一个按钮开关到地，每按一下按钮就申请一次中断，中断服务则是：依次点亮八盏灯中的一盏。,中断应用程序举例：,例1：通过外部中断1,在中断服务中将B寄存器里的内容左环移一位。 已知: (B)=01h,要求采用边沿触发,低优先级。,+5V,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H ;中断矢量 LJMP INT ORG 0100H M

14、AIN：SETB EA ;开总中断允许“开关” SETB EX1 ;开分中断允许“开关” CLR PX1 ;0 优先级 SETB IT1 ;边沿触发 MOV B,#01H ;给 B 寄存器赋初值 HERE：SJMP HERE ;原地等待中断申请,INT：MOV A，B ;自B寄存器中取数 RL A ;左环移一次 MOV B，A ;存回B,备下次取用 RETI ;中断返回,中断服 务程序,MOV P1，A ;输出到P1口,中断系统应用举例,2.要求每次按动按键，使外接发光二极管LED改变一次亮灭状态。 解：INT0输入按键信号，P1.0输出改变LED状态。 1跳变触发：每次跳变引起一次中断请求。

15、,ORG 0000H；复位入口 AJMP MAIN ORG0003H；中断入口AJMPPINT0 ORG0100H；主程序 MAIN： MOV SP，#40H ；设栈底 SETBEA；开总允许开关 SETBEX0；开INT0中断 SETBIT0；负跳变触发中断 H：SJMPH ；执行其它任务 ORG0200H；中断服务程序 PINT0：CPL P1.0；改变LED RETI；返回主程序,ORG 0000H；复位入口 AJMP MAIN ORG0003H；中断入口AJMPPINT0 ORG0100H；主程序 MAIN： MOV SP，#40H ；设栈底 SETBEA；开总允许开关 SETBEX0

16、；开INT0中断 CLRIT0；低电平触发中断 H：SJMPH ；执行其它任务 ORG0200H；中断服务程序 PINT0：CPL P1.0；改变LED WAIT：JNBP3.2，WAIT；等按键释放 RETI；返回主程序,1软件等待按键释放。 2硬件清除中断信号。,2. 电平触发：避免一次按键引起多次中断响应。,1.下列说法错误的是（ ） (A)各中断源发出的中断请求信号,都会标记在 IE 寄存器中。 (B)各中断源发出的中断请求信号,都会标记在 TMOD 寄存器中。 (C)各中断源发出的中断请求信号,都会标记在 IP 寄存器中。 (D)各中断源发出的中断请求信号,都会标记在 TCON 和 SCON 寄存器中。,思考与习题,A B C,IE-是否允许各中断的;TMOD-定时器/计数器工作方式选择; IP-中断优先级;TCON-中断请求信号标志; SCON-串行口中断标志。,2.中断查询确认后,在下列各种8031运行情况中,能够立即响应的是（ ） (A)当前正在进行高优先级中断处理。 (B)当前正在执行RETI指令。 (C)当前指令是DI