第05章：中断系统PPT幻灯片.ppt

1、2020/8/15,1,第5章 中断系统,单片机原理与应用系统设计 电子工业出版社 ， 2009.7,2020/8/15,2,本章主要内容,中断的概念 89S51的中断系统结构与控制 中断应用举例,2020/8/15,3,5.1 中断的概念,在执行程序的过程中，由于某种外界的原因，必须尽快终止当前的程序执行，而去执行相应的处理程序，待处理结束后，再回来继续执行被终止的程序。这个过程叫中断。,2020/8/15,4,日常生活中中断的例子,返回,你正在专心看书，突然电话铃响，于是你记下正在看的书的页数，去接电话，接完电话后再回来接着看书。,正在 看书,看书,继续看书,页码,电话铃响,听到电话铃声,

2、接电话,回到书桌,2020/8/15,5,执行主程序,主程序,继续执行主程序,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理程序,中断返回,单片机中的中断概念,2020/8/15,6,提高CPU的效率 提高实时数据的处理时效 故障处理,中断技术的优点,2020/8/15,7,中断系统相关的概念,主程序 中断源 中断请求 中断响应 中断服务程序 断点 中断返回 中断优先级 中断嵌套,2020/8/15,8,5.2 89S51的中断系统结构与控制,5个中断源：INT0、INT1 、T0 、T1、串行口 具有二个中断优先级，可实现二级中断服务程序的嵌套。每个中断源均可软件编程为高优先级或低优先级中断，允许或

3、禁止向CPU请求中断。,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。,2020/8/15,9,中断系统结构图,2020/8/15,10,中断矢量,2020/8/15,11,中断控制,与中断控制有关的特殊功能寄存器（SFR）有： 定时器/计数器控制寄存器TCON（涉及其中6位） 串行口控制寄存器SCON（涉及其中2位） 中断允许寄存器IE 中断优先级控制寄存器IP 注：均可位寻址。,2020/8/15,12,定时器控制寄存器TCON (88H),TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0,TCON,IE0/IE1：

4、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.,TCON：Timer控制寄存器，低4位管理外部中断,2020/8/15,13,定时器控制寄存器TCON (88H),TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0,TCON,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。,TR0/TR1：定时器运行启停控制位： =0：定时器停止运行； =

5、1：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）,2020/8/15,14,在CPU已经开放了外部中断允许的前提下： 在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平， TCON寄存器中的IE0/IE1标志位自动变“1”， 检测到IE0/IE1变“1”后,将产生指令： LCALL 0003H(/0013H)执行中断服务程序, 并将IE0/IE1标志位自动清“0”,以备下次申请。,外部中断(INT0,INT1)申请过程,2020/8/15,15,串行口控制寄存器SCON (98H),SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI,S

6、CON,串行口中断：发送中断TI和接收中断RI逻辑或后，做为内部的一个中断源。,注意：响应串行口中断后，CPU并不清零中断标志位，必须软件清零。（SCON的低两位。）,低2位为串行口中断请求标志,2020/8/15,16,中断响应后，TCON或SCON中的中断请求标志应及时清除。 否则就意味着中断请求仍然存在。 1、定时中断硬件自动撤除定时： 中断响应后，硬件自动把标志位(TF0/TF1)清0，因此 定时中断的中断请求是硬件自动撤除的。不需要用户 干预。 2、串行中断请求的撤除：由软件方法完成 串行中断的标志位是TI和RI，但对这两个中断标志不进行自动清0。因为在中断响应后还需测试这两个标志位

7、的状态，以判定是接收操作还是发送操作，然后才能清除。所以串行中断请求的撤除也应使用软件方法，在中断服务程序中进行。需由用户完成。 如：CLR TI ;TI标志位清0 CLR RI ;RI标志位清0,2020/8/15,17,3、脉冲方式外部中断请求的撤消：硬件自动撤除 外部中断的撤消包括两项内容： （1）中断标志位的置“0”：中断响应后由硬件电路自动完成； （2）外中断请求信号的撤消：随脉冲信号过后消失随即自动撤消。 4、电平方式外部中断请求的撤消：自动与强制撤除 通过硬件自动地使标志位(IE0或IE1)清0。电平请求方式光靠清除中断标志，并不能彻底解决中断请求的撤除问题。需在中断响应后把中断

8、请求输入端从低电平强制改为高电平。,2020/8/15,18,外部低电平中断的撤除,外来的低电平反相CP端产生上跳沿 D端的“0”锁存到Q端申请中断,INTx,P1.0,CP,S,Q,D,外来中断申请信号(低电平),MCS-51,74LS74,S=0 则 Q=1,中断返回前对P1.0送“0” 令Q端变为“1” 指令如下： ORL P1，#01H ；令S端置“1” ANL P1，#0FEH = CLR P1.0 ;令Q端置“1” ORL P1, #01H = SETB P1.0 ;令S端置“1”,以免下次中断来时Q端不能变“0”,2020/8/15,19,EA ES ET1 EX1 ET0 EX

9、0,IE,中断允许寄存器IE (0A8H),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。 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。,2020/8/15,20,例5.2 若允许片内两个定时器/计数器溢出中断，同时屏蔽其他中断源，请编程设置IE。 （1）用位操作指令编程如下 CLR ES ;禁止串行口中断 CLR EX1 ;禁止外部中断1中断 CLR EX0 ;禁止外部中断0中断 SETB ET1 ;允许定时器/计数器T1溢出中断 SETB ET0 ;允许定

10、时器/计数器T0溢出中断 SETB EA ;CPU开中断 （2）用字节操作指令编程如下 MOV IE, #8AH 或 MOV 0A8H, #8AH ; IE的字节地址为A8H,中断优先级控制寄存器IP （字节地址B8H，位地址B8HBFH）,IP,（）51单片机有两个中断优先级高级和低级。 相应位为1，对应的中断源被设置为高优先级 相应位为0，对应的中断源被设置为低优先级 （）系统复位时，均为低优先级 （）中断优先级是为中断嵌套服务的，原则是： 低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务，反之则 可以，从而实现中断嵌套。 若一个中断请求已被响应，则同级的其他中断响应被禁止。 如果同级的多个中断

11、请求同时出现，则按照自然优先级顺序确定优先级别， 从高到低依次为： 外部中断0定时器中断0 外部中断1定时器中断1串行中断,21,2020/8/15,22, PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0,IP,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。,中断优先级控制寄存器IP (0B8H),2020/8/15,23,对同时发生多个中断申请时： 不同优先级的中断同时申请 先高

12、后低 相同优先级的中断同时申请 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 正处理高优先级中断又接到低级别中断 高不理低,中断优先级处理原则,2020/8/15,24,没有同级的中断或更高级别的中断正在处理；,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:,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。,2020/8/15,25,例5.3 若要求设置89S51的片外中断为高优先级，片内中断为低优先级，请编程设置IP （1）用位操作指令编程如下。 SETB P

13、X0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1 （2）用字节操作指令编程如下 MOV IP , #05H 或 MOV 0B8H, #05H ；IP的字节地址为B8H,2020/8/15,26,中断系统的编程,开相应中断源的中断；（IE) 设定中断优先级；(IP) 若为外部中断，设定外部中断的触发方式（TCON）。 在相应的中断入口处写入中断程序。 中断子程序的最后一条指令为RETI。,2020/8/15,27,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。,例：在INT1引脚接一个按钮开

14、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。,P1.0 P1.7,INT1,300,2020/8/15,28,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H ;中断矢量 LJMP INT MAIN：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（也可不要此句） 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

15、MOV P1，A ;输出到P1口 RETI ;中断返回,中断服 务程序,2020/8/15,29,例5.5 图5.9给出了一个 采用外部中断源的数据采集系统示意图。将89S51的P1口设置成数据输入口，外围设备每准备好一个数据时，发出一个选通信号（负脉冲），经D触发器74LS74送给单片机引脚INT1，通知CPU进行处理。试编写主程序及中断服务程序。,INT1,P3.0,CLK,S,Q,D,外来中断申请信号(低电平),89S51,74LS74,S=0 则 Q=1,P1.0,数据输入,2020/8/15,30,解：（1）主程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ;跳转至主程序 ORG 0013H LJMP INT1 ;跳转至外部中断1的中断服务程序 ORG 0030H MAIN: CLR IT1 ;外部中断1设置为电平触发方式 SETB EA ;CPU开中断 SETB EX1 ;外部中断1允许中断 MOV DPTR, #1000H ;设置数据缓冲区地址指针 ,2020/8