南昌大学单片机（微机原理）课件第8章（10）.ppt

1、微机原理与接口技术 第八章 中断系统,第八章 中断系统,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.1,概 述,中断是通过硬件来改变CPU程序运行的方向。 CPU在处理事件A时，发生了事件B，请求CPU立即处理(中断发生)；CPU停止当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）；待CPU处理完毕事件B后，再回到事件A被中断的位置继续处理事件A（中断返回）。,8.1.1 中断的概念,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.1,概 述,1、分时操作：解决快速的CPU与慢速外设之间的矛盾。 2、实现实时处理。 3、故障处理。,8.1.2 引进中断技术的优点,8.1.3 中断源,1、外部设备中断源

2、。 2、故障源。 3、控制对象中断源。 4、定时/计数脉冲中断源。,8.1.4 中断系统的功能,1、能实现中断及返回。 2、能实现优先权排队。 3、能实现中断嵌套。,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.2.1 中断源及中断入口,80C51的中断源有外部中断、定时中断和串行口中断三类， 共有5个中断源，2个优先级，可实现二级中断嵌套。,8.2,80C51的中断系统,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,：外部中断0请求信号，由P3.2脚输入。由IT0决定中断请求信号是低电平有效还是下跳变有效。一旦输入信号有效，即向CPU申请中断，并且使 IE0=1。 ：外部中断1请求信号，由P3.3脚输入

3、。由IT1决定中断请求信号是低电平有效还是下跳变有效。一旦输入信号有效，即向CPU申请中断，并且使 IE1=1。,1、外部中断类,2、定时中断类,TF0、 TF1 ：定时器T0、T1溢出中断请求。当定时器T0、 T1产生溢出时，中断请求标志 TF0、1=1 , 请求中断处理。,8.2.1,中断源及中断入口,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,RI或TI：串行中断请求。当接收或发送完一串行帧数据时，使内部串行口中断请求标志RI或TI=1，请求中断。,3、串行中断类,当某中断源的中断申请被CPU响应之后，CPU将把此中断源的入口地址装入PC，中断服务程序即从此地址开始执行。,外部中断00003H

4、 外部中断1000BH 定时器T0中断0013H 定时器T0中断001BH 串行口中断0023H,8.2.1,中断源及中断入口,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,在中断请求被响应前，中断请求是由CPU锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON的相应中断标志位中。,1、TCON中的中断标志,TF0、 TF1 ：定时器T0、T1溢出中断标志。 IE0、IE1：外部中断0、1标志。 IT0、IT1：外部中断触发方式触发方式控制位。 IT = 0，设置外部信号为低电平触发方式； IT = 1，设置外部信号为下降沿触发方式。,8.2.2,中断请求标志,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,2、SCON中

5、的中断标志,Tl：串行发送中断标志。 CPU 将一个字节数据写入发送缓冲器 SBUF 后启动发送，每发送完一个串行帧，硬件置位 Tl 。但 CPU 响应中断后，并不能自动清除 Tl ，标志必须由软件清除。 Rl：串行接收中断标志。在串行口允许接收时，每接收完一个串行帧，硬件置位 Rl 。同样， CPU 响应中断后不会自动清除 Rl ，标志必须由软件清除。 80C51 系统复位后， TCON 和 SCON 中各位均清“ 0 ” ，应用中要注意各位的初始状态。,8.2.2,中断请求标志,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.2.3 中断允许控制,EX0(IE.0)：外部中断 0 允许位； ET

6、0(IE.1)：定时/计数器 T0 中断允许位； EX1(IE.2)：外部中断 1 允许位； ET1(IE.3)：定时/计数器 T1 中断允许位； ES (IE.4)：串行口中断允许位； EA (IE.7)：CPU中断允许（总允许）位。,80C51 单片机中，专用寄存器 IE 为中断允许寄存器，通过向 IE 写入中断控制字，控制 CPU 对中断的开放或屏蔽，以及每个中断源是否允许中断。,8.2,80C51的中断系统,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.2.4 中断优先级的设定,PX0(IP.0)：外部中断 0 优先级控制位； PT0(IP.1)：定时/计数器 T0 优先级控制位； PX1

7、(IP.2)：外部中断 1 优先级控制位； PT1(IP.3)：定时/计数器 T1 优先级控制位； PS (IP.4)：串行口优先级控制位。,80C51 单片机中断优先级的设定由专用寄存器IP统一管理，它具有两个中断优先级，由软件设置每个中断源为高优先级中断或低优先级中断，并可实现两级中断嵌套。,8.2,80C51的中断系统,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.2.4 中断优先级的设定,80C51单片机的中断优先级有三条原则： 1、CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级别最高的中断请求。 2、正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断。 3、正在进行的低优先级中断服务

8、，能被高优先级中断请求所中断。,80C51的同一优先级中的中断申请不止一个时，则有中断优先权排队问题。同一优先级的中断优先权排队，由中断系统硬件确定的自然优先级形成。,8.2,80C51的中断系统,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.3 中断处理过程,1、CPU 的中断响应条件 CPU 响应中断的条件主要有以下几点： ( 1 )、有中断源发出中断申请； ( 2 )、中断总允许位 EA = 1 ，即 CPU 允许所有中断源申请中断； ( 3 )、申请中断的中断源的中断允许位为 1 ，即此中断源可以向 CPU 申请中断。 以上是 CPU 响应中断的基本条件。若满足，CPU一般会响应中断。,中

9、断处理过程可分为三个阶段，即中断响应、中断处理和中断返回。,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,有下列任何一种情况存在，中断响应都会受到阻断。 (1)、CPU 正在执行一个同级或高一级的中断服务程序； (2)、当前的机器周期不是正在执行的指令的最后一个周期，即正在执行的指令完成前，任何中断请求都得不到响应； (3)、正在执行的指令是返回( RETI )指令或者对专用寄存器 IE、IP 进行读/写的指令，此时，在执行 RETI 或者读写 IE 或 IP 之后，不会马上响应中断请求。 若存在上述任何一种情况，则不会马上响应中断，而把该中断请求锁存在各自的中断标志位中，在下一

10、个机器周期再按顺序查询。,1、CPU 的中断响应条件（续）,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,如果中断响应条件满足，且不存在中断阻断的情况，则 CPU 响应中断。此时，中断系统通过硬件生成的长调用指令“ LCALL ” ，自动把断点地址压入堆栈保护（但不保护状态寄存器 PSW 及其他寄存器内容），然后将对应的中断入口装入程序计数器 PC 使程序转向该中断入口地址，并执行中断服务程序。,2、中断响应过程,8.3.2 中断处理,中断处理（又称中断服务）程序从入口地址开始执行，直到返回指令“ RETI ”为止，这个过程为中断处理。此过程一般包括两部分内容，一是保护现场，二是

11、处理中断源的请求。,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,在编写中断服务程序时还需注意以下几点： (1)、因为各入口地址之间只相隔 8 个字节，一般的中断服务程序是容纳不下的，因此最常用的方法是在中断入口地址单元处存放一条无条件转移指令，使程序跳转到用户安排的中断服务程序起始地址上去。这样可使中断服务程序灵活地安排在 64 KB 程序存储器的任何空间。 (2)、若在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断源的中断请求，应先用软件关闭 CPU 中断，或屏蔽更高级中断源的中断，在中断返回前再开放被关闭或被屏蔽的中断。 (3)、在保护现场和恢复现场时，一般规定此时 CPU 不响应新

12、的中断请求。这就要求在编写中断服务程序时，注意在保护现场之前要关中断，在恢复现场之后开中断。,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.3.3 中断返回,中断返回是指中断服务完成后，计算机返回到断点（即原来断开的位置），继续执行原来的程序。中断返回由专门的中断返回指令“ RETI ”实现，该指令的功能是把断点地址取出，送回到程序计数器 PC 中去。另外，它还通知中断系统已完成中断处理，将清除优先级状态触发器。特别要注意不能用“ RET ”指令代替“ RETI ”指令。,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.3.4 中断请求的撤除,CPU 响应某中

13、断请求后，在中断返回前，应该撤消该中断请求，否则会引起另一次中断。 对于定时器 0 或 1 溢出中断， CPU 在响应中断后，就用硬件清除了有关的中断请求标志 TF0 或 TF1 ，即中断请求是自动撤除的，无需采取其他措施。 对于边沿激活的外部中断， CPU 在响应中断后，也是用硬件自动清除有关的中断请求标志 IE0 或 IE1 ，无需采取其他措施。 串行口中断，CPU响应中断后，没有用硬件清除 Tl 和 Rl ，故这些中断标志不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志。,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,8.3.4 中断请求的撤除,对于电平激活的外部中断撤除方法较复杂。因为在电平触发方式中， CPU 响应中断时不会自动清除 IE1 或 IE0 标志，所以在响应中断后应立即撤除 INT0 或 INT1 引脚上的低电平。 因为在硬件上CPU对 INT0 或 INT1 引脚的信号不能控制，所以这个问题要通过硬件，再配合软件来解决。,ANL P1, #0FEH ORL P1, #01H,8.3,中断处理过程,微机原理与接口技术 第八章 中断系统,例1、利用定时器 T0 定时，在 P1.0 端输出一方波，方波周期为 20 ms ，已知晶