第五章 mcs-51的中断系统

1、第五章MCS-51的中断系统5.15.25.35.4I/O接口的作用/功能/定义数据的输入/输出传送方式单片机的中断系统中断的举例5.1I/O接口的作用/功能/定义一、作用计算机/单片机与外设之间起桥梁的电路或部件接口(interface)。协调两者间的差异。速度不一致 数据性质不同数据协议/格式不同 所需功率/电平不匹配所需测控点数量不匹配二、接口与端口本课程中讲到的接口可以是器件电路板卡设备/装置 口地址 可寻址的寄存器/端口地址由选用的地址线条数与地址线名决定地址线条数n决定：寻址范围 = 2nMCS-51寻址范围 = 216 = 65536 = 64K字节地址线在地址总线中的序名决定具

2、体地址一个端口可能有多个口地址；一个口地址只能唯一地指向某个端口。接口地址的编址/译码/寻址概念：通过适当的地址线(或控制线，或I/O线), 物理上形成某个或某些片选/使能等信号， 实现与接口对象的一一对应的过程。站在单片机/计算机一侧来看待上述过程叫编址。站在单片机/计算机外侧来看待上述过程叫译码。通过软件与译码电路硬件实现对外设的片选或使能控制过程叫寻址。三、编址方式编址是设计过程（在先）译码和寻址是应用过程（在后）对I/O与存储器编址通常有两种方式： 独立编址方式：I/O与存储器分别编址 (例如IBM-PC)统一编址方式：I/O与存储器合在一起编址(单片机应用系统)单片机对外部器件实现一

3、一对应的“片选”通常要用单片机的地址总线A15A0中的部分或全部，甚至也可以用某些I/O线。P0口是低8位地址与数据复用口P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2A2/D2P0.1A1/D1P0.0A0/D0A7/D7A6/D6A5/D5A4/D4A3/D3P2口是高8位地址口P2.7A15P2.6A14P2.5A13P2.4A12P2.3A11P2.2A10P2.1A9P2.0A81、线选寻址：用一条或几条地址线对外寻址P2.5 做 RAM 片选线（0000H07FFH）P2.2,P2.1,P2.0与P0口共同寻址 2K字节存储单元地址范围：XX0X X000 0000 0000XX

4、0X X111 1111 1111/CEAD7-0A10 A9 A8RAM （2K）D7-0/CEQ7-0Q7-0/CED7-0MCS-51单片机P2.7P2.5P0口P2.2-2.0P2.6MCS-51单片机P0口P2.7P2.5P2.2-2.0P2.6缓冲器锁存器P2.7 做输出锁存器的片选线地址范围：0XXX XXXX XXXX XXXXP2.6 做输入缓冲器的片选线(例:7FFFH)地址范围：X0XX XXXX XXXX XXXX (例:0BFFFH)/CEAD7-0A10 A9 A8D7-0/CEQ7-0/CED7-02、译码寻址：用地址线加译码器件对外寻址+5VP0.7- P0.0

5、MCS-5174LS1380#1#2#G G2 A/CE/CE/CE/CEG2 B AB CY0 Y1Y2Y7常用译码器件： 74LS138：3-8译码器74LS139：双2-4译码器5.2 数据的输入/输出传送方式一、数据的输入/输出传送方式无条件传送方式：一方对另一方来说总是准备好的查询传送方式(LOOK UP)：传送前一方先查询另一方的状态，若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待中断传送方式(IRQ)：一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传送直接存储器存取方式(DMA)：双方直接通过总线传送数据, 不经CPU中转二、中断传送方式特点数据传送的双方平时各自做自己的工作， 一旦甲方要求与

6、乙方进行数据传送，就主动发出信号提出申请，乙方接到申请后若同意传送，安排好当前的工作，再响应与甲方发生数据传送。完事后，回去继续做打断前的工作。中断功能强弱是计算机性能优劣的重要标志a提高CPU效率a实现并行工作a解决速度矛盾a应付突发中断涉及的几个环节（前面提到的甲方）（甲方发出信号提出申请）（乙方同意传送）（安排好当前的工作）（响应乙方的要求）（完事后，回去）（继续做打断前的工作）中断源中断申请开放中断保护现场中断服务恢复现场中断返回5.3单片机的中断系统5.3.1单片机的中断源一、51子系列允许5个(52子系列6个)中断源2个外部中断请求：INT0，INT12个片内定时器/计数器T0和T

7、1中断请求： TF0，TF1，(TF252子系列有T2）1个串行口中断请求：TI/RI二、CPU识别中断申请的依据：CPU在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位,将启动中断机制。Tc=1/foscTs=6TcTm=12Tc=6TsTcS2S3S4S5S6S1S2S3S4S6S5TsTmTm此图见P.40CPU识别中断申请的依据：CPU 在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位,将启动中断机制。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）TCONTF0/TF1：定时器溢出中断申请

8、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。TR0/TR1：定时器运行启停控制位：=0：定时器停止运行；=1：定时器启动运行。TF1TR1 TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON：Timer控制寄存器，低4位管理外部中断TCONIE0/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。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.TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT05.3.2外部中断(INT0,INT1)申请过程，a在

9、CPU已经开放了外部中断允许的前提下：a在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平aTCON寄存器中的IE0/IE1标志位自动变“1”a检测到IE0/IE1变“1”后,将产生指令：LCALL 0003H(/0013H)执行中断服务程序,a并将IE0/IE1标志位自动清“0”,以备下次申请。一、单片机的中断矢量与优先级中断矢量： 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中 断 源申请标志中断矢量中断优先级外部中断0( INT0)IE00003H最高优先级最低优先级定时/计数器0(T0)TF0000BH外部中断1( INT1)IE10013H定时/计数器1

10、(T1)TF1001BH串行口接收/发送RI/TI0023H定时/计数器2(T2)TF2002BHIP(0B8H)PX0/PX1：INT0/1优先级控制位：=0 时属低优先级； =1 时属高优先级。PT0/PT1/PT2：T0/1/2中断优先级控制位：=0 时属低优先级； =1 时属高优先级。PS1：串行口中断优先级控制位：=0 时属低优先级； =1 时属高优先级。PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 中断优先级处理原则对同时发生多个中断申请时：不同优先级的中断同时申请(很难遇到)先高后低相同优先级的中断同时申请(很难遇到)按序执行正处理低优先级中断又接到高级别中断高打断低正处理高优先

11、级中断又接到低级别中断高不理低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:没有同级的中断或更高级别的中断正在处理；正在执行的指令必须执行完最后 1个机器周期；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。 中断允许寄存器IE (0A8H)IEEX0/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。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。EA：总的中断允许控制位（总开关）：=0 时禁止全部中

12、断；=1 时允许中断。EAET2ESET1EX1ET0EX0二、中断系统硬件结构中断源标志位查询机构各单路开关总开关高中断级中断请求INT0IE0外部中断请求0EX0TF0内部定时器0ET0中断入口INT1外部中断请求1IE1EX1低中断级中断请求内部定时器1TF1ET1TIT内部ES串行口R中断入口RIIE寄存器EA位IP寄存器注:各中断允许控制位=0,开关断开； =1,开关接通中断源标志位中断源标志位三、外部中断及中断请求的撤除低电平/负脉冲INT0/INT1引脚可触发中断TCON (88H)IT0/IT1：INT0/1的触发方式选择位：IT0/IT1 =0 时，INT0/INT1是低电平

13、有效；IT0/IT1 =1 时，INT0/INT1是负跳变有效。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。负脉冲触发 CPU在前一机器周期采到INT0/INT1引脚为高,后一机器周期采到为低才认为是一次中断请求。CPU 可记忆申请、可自动撤除中断申请。TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0外部低电平中断的撤除INTxMCS-51P1.0外来中断申请信号(低电平)外来的低电相CLK端产生上跳沿D端的“0”打到Q端申请中断中断返回前对P1.0送“0” 令Q端变为“1” 指令如下：ANL P1，#0FEH = CLR P1.0;令Q端置“1”O

14、RL P1, #01H= SETB P1.0 ;令S端置“1”,以免下次中断来时Q端不能变“0”QD74LS74 SCLK四、中断应用前后要做的几项工作中断前开中断允许：必须选择优先级：根据需要选择，可有/可无设置控制位：INTx触发方式(ITx)TxTCON,TMOD,TRx,初值RI/TISCON,REN,RB8,TB8,中断后进入中断服务后：保护现场，关中断， 退出中断服务前：恢复现场,开中断,设Tx的初值,清TI/RI,中断服务程序的最后一条指令必是 RETI5.4 中断应用的举例通过外部中断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：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。P1.0P1.7INT1300WORG000