《第5章89c51的中断系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章89c51的中断系统（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第5章 89C51的中断系统,所谓中断，是指CPU正在处理某些事务的时候，外部又发生了某一事件，请求CPU及时处理。于是，CPU暂时中断当前的工作，转而处理所发生的事件。处理完毕，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。这样的过程，称为中断。,5.1 概述,CPU处理事件的过程称为CPU的中断响应过程。 对事件整个处理过程称为中断处理（或中断服务）。 能够实现中断处理的功能部件称为中断系统。 产生中断请求的源称为中断请求源。 中断源向CPU提出的处理请求称为中断请求（或中断申请）。 CPU完成中断服务程序，继续执行被中断的主程序称为中断返回。,89C51的中断系统：,五个中断源,两个中断优先级
2、,可实现两级中断服务程序嵌套,每一个中断源可由软件独立地控制为允许中断或关中断状态；每一个中断源的中断级别可由软件来设置。,5.2 89C51中断系统的结构,89C51中断系统中断优先级,CPU,主程序,INT0,INT1,T0,T1,串口,IE0,TF0,IE1,TF1,TI,SI,中断源,中断标志位,单片机中有两个中断优先级，即高优先级中断和低优先级中断，前者优先权高于后者（可软件设置，在程序中设置，相应位=1，为高优先级）； 同一优先级别的中断源按照自然优先级顺序确定优先级别（硬件形成，无法改变）。,中断允许,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,高,低,优先控制,PS
3、,PT0,PX0,PX1,PT1,89C51的中断系统结构图,中断标志位,中断源允许,总允许,中断优先级,89C51单片机有5个中断请求源：,外部输入中断源INT0(P3.2)，中断请求标志为IE0,外部输入中断源INT1(P3.3),中断请求标志为IE1,定时器T0的溢出，中断请求标志为TF0,定时器T1的溢出，中断请求标志为TF1,串行口发送或接收中断源，中断请求标志为发送中断TI或接收中断RI,5.3 89C51中断请求源,中断请求源的中断请求标志位分别由TCON和SCON的相应位锁定,TCON为定时器/计数器的控制寄存器，字节地址为88H,SCON为串口控制寄存器，字节地址为98H,T
4、CON,IT0：外部中断0的中断触发方式控制位。 IT0=0时，外部中断0程控为电平触发方式。 IT0=1时，外部中断0程控为边沿触发方式。,TCON,IE0：外部中断0的中断请求标志。 INT1(P3.2) 当IT0=0，CPU在每一个机器周期S5P2期间采样外部中断请求引脚的输入电平。若外部中断0请求为低电平，则使IE0置1；若为高电平，则使IE0清0 当IT0=1，如果在相继的两个机器周期采样过程中，一个机器周期采样到外部中断0请求引脚为高电平，接着的下一个机器周期采样到为低电平（负脉冲宽度只是保持12个时钟周期），则使IE0置1。直到CPU响应该中断时，才由硬件使IE1清0,例：要以中
5、断方式使用外部中断0，且使用跳变沿触发方式，可以用什么操作指令实现？,SETB IT0,TCON,TF0：定时器0的溢出中断标志。 T0被启动计数后，从初值做加1计数，计满溢出后由硬件置位TF0，同时向CPU发出中断请求，此标志一直保持到CPU响应中断后才由硬件自动清0。也可由软件查询该标志，并由软件清0。,当单片机复位后，TCON被清0，则CPU关中断，所有中断请求被禁止。,SCON,TI串行口发送中断请求标志位 当CPU将一个要发送的数据写入串行口发送缓冲器时，就启动发送。每发送完一个串行帧，硬件使TI自动置1 注意：当CPU响应中断时，TI不能由硬件清0，必须由软件清0。,SCON,RI
6、串行口接收中断请求标志位 当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，硬件使RI自动置1。同样，RI必须由软件清0 串行中断请求由TI和RI的逻辑或得到，即无论是发送标志TI还是接收标志RI，都会产生串行中断请求。,中断优先级管理遵循的基本原则是： (1)低优先级可被高优先级中断，反之不能 (2)任何一种中断，一旦得到响应，不会被它的同级中断源中断,中断系统内部设置了两个用户不可访问的优先级状态触发器 一个是高优先级状态触发器，置1时表示当前服务的中断是高优先级的，以阻止其他中断申请； 另一个是低优先级状态触发器，置1时表示当前服务的中断是低优先级的，它允许被高优先级的中断申请所中断。,当系统
7、复位时，IP寄存器被清0，将5个中断源均设置为低优先级中断。,如果同一级的几个中断源同时向CPU申请中断，CPU便通过内部硬件查询逻辑按自然优先级决定响应顺序。,中断控制允许寄存器IE：,IE字节地址为A8H。通过对IE的编程写入，控制CPU对中断源的开放或禁止，以及对每一中断源是否允许中断。,5.4 中断控制,EACPU中断允许总控制位。 EA=1，CPU开放中断. EA=0，CPU屏蔽所有的中断请求，即关中断。 EX0外部中断0允许位； ET0定时/计数器T0中断允许位； EX1外部中断1允许位； ET1定时/计数器T1中断允许位； ES串行口中断允许位；,例：要以中断方式使用T0，可以用
8、下面的字节操作指令：,MOV IE，#82H ；1000 0010B 也可以用下面的位操作指令实现： SETB EA SETB ET0,中断优先级寄存器IP：,中断系统具有两级中断优先级管理。每一个中断源均可通过对中断优先级寄存器IP的设置，选择高优先级中断或低优先级中断，并可实现二级中断嵌套。 IP的字节地址为0B8H，通过对IP的编程，可实现将l个中断源分别设置为高优先级中断或低优先级中断。,5.4 中断控制,PS串行口中断优先级设定位。 PS=1，高优先级 PS=0，低优先级 PX0 外部中断0优先级设定位； PT0 定时/计数器T0优先级设定位； PX1 外部中断1优先级设定位； PT
9、1 定时/计数器T1优先级设定位；,例:设置IP寄存器的初始值，使2个外中断请求为高优先级，其它中断请求为低优先级。,（1）用位操作指令 SETB PX0 ；2个外中断为高优先级 SETB PX1 CLR PS ；串口为低优先级中断 CLR PT0 ；2个定时器/计数器低优先级中断 CLR PT1 （2）用字节操作指令 MOV IP，#05H 或：MOV 0B8H，#05H ；B8H为IP寄存器的字节地址,例：假设允许外部中断0中断，并设定它为高级中断，其它中断源为低级中断，采用跳沿触发方式。 在主程序中编写如下程序段： SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；允许外中断0产生中断
10、 SETB PX0 ；外中断0为高级中断 SETB IT0 ；外中断0为跳沿触发方式,CPU响应中断的基本条件如下：,有中断源发出中断申请；,中断总允许位EA=1，即CPU开放中断；,无同级或更高级的中断正在被服务；,请求中断的中断源的中断允许位置1，即该中断源可以向CPU发中断申请。,5.5 中断响应,中断响应过程：, 将相应的优先级状态触发器置1； 由硬件清除相应的中断请求标志； 执行一条由硬件生成的长调用指令LCALL。该指令将自动把断点地址(PC值)压入堆栈保护起来。然后将对应的中断入口地址送入程序计数器PC，使程序转向该中断入口地址去执行中断服务程序。,中断返回：,中断服务程序的最后
11、一条是返回指令RETI。RETI指令的执行标志着中断服务程序的结束，该指令自动将断点地址从栈顶弹出，装入程序计数器PC，使程序返回到被中断的程序断点处，继续向下执行。,中断响应封锁：,CPU正在执行同级或高一级的中断服务程序； 现行机器周期不是正在执行的指令的最后一个机器周期，即现行指令完成前不响应任何中断请求； 当前正在执行的是中断返回指令RETI或访问特殊功能寄存器IE或IP的指令。也就是说，在执行RETI或是访问IE、IP的指令后，至少需要再执行条其他指令，才会响应中断请求。 若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，可先用软件关闭CPU中断，或禁止某中断源中断，在中断返回前再开放中断
12、。,中断响应请求的撤销：,1.定时器/计数器中断请求，自动撤销。,2.外部中断请求撤销 (1)跳变沿外部中断请求是自动撤销的。 (2)电平方式外部中断请求的撤销是需要外部电路的。,3.串行口中断请求的撤销只能使用软件方法撤销。,CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位,外部中断响应时间：从查询中断请求标志位到转向中断服务入口地址所需的机器周期数。,（1）最快响应时间-以外部中断的电平触发为最快。 从查询中断请求信号到中断服务程序需要三个机器周期 1个周期（查询）2个周期（长调用LCALL）,外部中断响应时间：从查询中断请求标志位到转向中断服务入口地址所需的机器周期数。,在一个
13、单一中断的系统中，89C51单片机对外部中断请求的响应时间总是在3-8个机器周期之间,（2）最长时间 若当前指令是RET、RETI和IP、IE指令，紧接着下一条是乘除指令发生，则最长为8个周期： 2个周期执行当前指令（其中含有1个周期查询）4个周期乘除指令2个周期长调用8个周期。,计算机使用TF0 和外部中断源INT0, INT0边沿触发方式且为高优先级别,SETB EA ； 总中断允许 SETB ET0 ; TF0中断允许 SETB EX0 ; INT0中断允许 SETB IT0 ; INT0边沿触发方式 SETB PX0 ; INT0级别高,SETB EA ; 总中断允许 SETB EX1
14、 ；INT1允许 SETB ET1 ；TF1允许 SETB ES ；TI 和RI允许 SETB PS ； TI 和RI高优先级别 SETB PT1 ；TF1高优先级别 SETB PX0 ；INT0高优先级别 则: _可以被响应. A. CPU 正在执行INT1中断,TF1请求. B. CPU正在执行TF1中断, TI请求. C. CPU正在执行INT1中断, INT0请求 . D. CPU正执行主程序, TF1出现请求,（2）设置中断优先级寄存器IP。,（1）设置中断允许控制寄存器IE,（4）编写中断服务程序，处理中断请求。,（3）对外中断源，是采用电平触发还是跳沿触发。,5.6 中断服务子程
15、序的设计,前3条一般放在主程序的初始化程序段中,中断服务程序设计的任务：,有5个中断源，两个中断优先级，可以实现两级中断服务程序嵌套。 中断源 中断入口地址 外部中断0 /INT0 0003H 定时器0 T0 000BH 外部中断1 /INT1 0013H 定时器1 T1 001BH 串行口 0023H,中断源,常用的主程序结构如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG X3X2X1X0 ; X3X2X1X0为某中断源中断入口 LJMP INT ;为某中断源的入口标号 ORG Y3Y2Y1Y0H；主程序入口地址 MAIN：主 程 序 INT：中断服务程序,采用中断时的主程序结构：,
16、若有多个中断源，则按地址由小到大排列多个中断入口,中断服务子程序的流程：,例：根据图中中断服务程序流程，编出中断服务程序。假设，现场保护只需将PSW和A的内容压入堆栈中保护。 INT： CLR EA ；CPU关中断 PUSH PSW ；现场保护 PUSH ACC ； SETB EA ；CPU开中断 中断处理程序段 CLR EA ；CPU关中断 POP ACC ；现场恢复 POP PSW SETB EA ；CPU开中断 RETI ；中断返回，恢复断点,几点说明： （1）现场保护仅涉及到PSW和A的内容，如还有其它需保护的内容，只需要在相应的位置再加几条PUSH和POP指令即可。 （2） “中断处理程序段”，应根据任务的具体要求，来编写。 （3）如果本中断服务程序不允许被其它的
