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1、 3.1 MCS-51中断概述 一、中断的概念 CPU在执行程序的过程中，由于某种外界的原因，必 须尽快终止CPU当前的程序执行，而去执行相应的处理 程序，待处理结束后，再回来继续执行开始被终止的程 序。这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打 断的情况称为“中断”。 二、中断的作用 可以实现CPU与外部设备的并行工作，提高CPU利用效率 。 可以实现CPU对外部事件的实时处理，进行实时控制。 实现多项任务的实时切换。 三、MCS-51单片机的中断源 定时中断：由单片机的定时器/计数器的溢 出标志触发的中断，MCS-51单片机有T0和 T1两个定时中断。 串行口中断：为单片机的串行数据传输
2、设 置的中断，MCS-51单片机有1个串行中断 。 MCS-51单片机具有多中断控制 它由以下几部分组成： 外中断：由外部信号触发的中断，MCS-51 有2个中断（INT0）和（INT1）组成。 四、MCS-51中断系统内部结构示意图 五、中断控制 MCS-51单片机的中断控制主要是通过以 下几个寄存器的设置实现: IE（中断允许控制寄存器） IP（中断优先级控制寄存器） TCON（定时器控制寄存器） SCON（串行口控制寄存器） IE-中断允许控制寄存器 EX0ET0EX1ET1ESEA D0D1D2D3D4D5D6D7 EA：总中断允许控制位。EA = 1，开放所有中断，各 中断源的允许和
3、禁止可通过相应的中断允许位单独加 以控制；EA = 0，禁止所有中断。 ES：串行口中断允许位。ES = 1，允许串行口中断； ES = 0，禁止串行口中断。 ET1：定时器1中断允许位。ET1 = 1，允许定时器1中 断；ET1 = 0，禁止定时器1中断。 EX1：外部中断1中断允许位。EX1 = 1，允许外部中 断1中断；EX1 = 0，禁止外部中断1中断。 ET0：定时器0中断允许位。ET0 = 1，允许定时器0中 断；ET0 = 0，禁止定时器0中断。 EX0: 外部中断0中断允许位。EX0 = 1，允许外部中断 0中断；EX0 = 0，禁止外部中断0中断。 IP-中断优先级控制寄存器
4、 PX0PT0PX1PT1PS D0D1D2D3D4D5D6D7 PS：串行口中断优先控制位 PS = 1，设定串行口为高优先级中 断；PS = 0，设定串行口为低优先级中断。 PT1：定时器T1中断优先控制位 PT1 = 1，设定定时器T1中断为 高优先级中断；PT1 = 0，设定定时器T1中断为低优先级中断。 PX1：外部中断1中断优先控制位 PX1 = 1，设定外部中断1为高 优先级中断；PX1 = 0，设定外部中断1为低优先级中断。 PT0：定时器T0中断优先控制位 PT0 = 1，设定定时器T0中断为 高优先级中断；PT0 = 0，设定定时器T0中断为低优先级中断。 PX0：外部中断
5、0中断优先控制位 PX0 = 1，设定外部中断0为高 优先级中断；PX0 = 0，设定外部中断0为低优先级中断。 当系统复位后，所有中断源均设定为低优先级中断 。 MCS-51单片机的中断优先级控制原则 低优先级中断不可以打断高优先级中断；但高优 先级中断可以打断低优先级中断。 如果一个中断请求已经响应，则同级的其他中断 服务将被禁止。 当多个同级的中断请求同时出现时，则有以下一 个响应的顺序： 外部中断0 定时中断0 外部中断1 定时中断1 串行口中断 TCON-定时器/计数器控制寄存器 D7D6D5D4D3D2D1D0 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 TF1：定时器1的溢
6、出中断标志。T1被启动计数后，从初值 做加1计数，计满溢出后由硬件置位TF1，同时向CPU发出 中断。 TF0：定时器0溢出中断标志。其操作功能同TF1。 IE1：外部中断1标志。IE1 = 1，外部中断1向CPU申请中 断。 IT1：外中断1触发方式控制位。当IT1 = 0时，外部中断1 控制为电平触发方式。当IT1 = 1时，外部中断1控制为电 平触发方式。 IE0：外部中断0中断标志。其操作功能与IE1相同。 IT0：外中断0触发方式控制位。其操作功能与IT1相同。 SCON-串行口控制寄存器 D7D6D5D4D3D2D1D0 SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI TI：串行发送
7、中断标志 CPU将数据写入发送缓冲器 SBUF时，就启动发送，每发送完一个串行帧，硬件将 使TI置位。 v 注意：CPU响应中断时并不清除TI，必须由软件清除。 RI：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，硬件将使RI置位。 v 注意：CPU在响应中断时不会清除RI，必须由软件清除 六、中断处理过程 中断的处理包括以下几个过程： 中断请求 中断查询和响应 中断处理 中断返回 中断请求 MCS-51单片机的中断请求由硬件自动完成。 定时中断和串行中断在单片机内部自动完成。 外部中断的中断请求信号要由INT0（P3.2) 和INT1(P3.3)两个引脚由单片机外部提供。 中断
8、查询和响应 MCS-51单片机的中断查询：CPU在每个机器周期 测试TCON和SCON中各个标志位的状态。 MCS-51单片机的中断响应是CPU对中断源提出的 中断请求的接受。 v注意在下列条件下，单片机不能够响应中断： 当前CPU在处理比申请源级别高或同级别的中断； 当前正在执行的指令没有完成； 正在执行RETI指令或正在访问IE、IP寄存器。 中断响应过程流程图 中断的处理 中断的处理即为用户根据自己的需要编写 的中断服务程序，在编写时应该注意： 中断现场保护和恢复 中断的现场保护主要是在中断时刻单片机的 存储单元中的数据和状态的存储。中断的恢复 是恢复单片机在被中断前存储单元中的数据和
9、状态。 开中断和关中断 对于一个不允许在执行中断服务程序时被打 扰的重要中断，可以在进入中断时关闭中断系 统，在执行完后，再开放中断系统。 中断返回 中断返回是在中断服务程序的最后一句指 令“RETI”执行时进行的。它的主要功能是 ：中断响应时压入堆栈的程序计数器“PC” 的值从堆栈中取出，重新赋予“PC”，使程 序重新执行被中断前的程序。 3.2 .5 MCS-51单片机的外中断 MCS-51单片机具有两个外中断源： INT0：外中断0 v 中断入口地址：0003H v 中断允许控制位：EX0 v 中断请求标志：IE0 v 中断触发方式选择位：IT0 v 优先级设置位：PX0 INT1：外中
10、断1 v 中断入口地址：0013H v 中断允许控制位：EX1 v 中断请求标志：IE1 v 中断触发方式选择位：IT1 v 优先级设置位：PX1 初始化时设置 初始化时设置 外中断的初始化 外中断的初始化内容 设定中断的优先级（在大部分情况下，可以使用 默认方式） 设定中断的触发方式 开中断允许 开总中断允许 方法1 CLR PX0 ；设定外中断0为低优先级 SETB IT0 ；设定外中断0为边沿触发方式 SETB EX0 ；开放外中断0允许 SETB EA ；开CPU中断允许 方法2 MOV IP， #00H ；设定外中断0为低优先级 MOV TCON，#01H ；设定外中断0为边沿触发方
11、 式 MOV IE， #81H ；开外中断0和CPU中断允许 外中断的初始化 外中断应用举例1 在如图所示的电路中，用P1口输出控制的8只发光二极管 ，实现8位二进制计数器，对INT0上出现的脉冲进行计数 。 脉冲产生电路 显示电路 在该电路中，有两个与非门构成硬件去抖动电 路，开关S每动作一次，在单片机的INT0引脚 上就会收到一个脉冲信号。 如果把外中断0设定为脉冲触发方式，则每当 S动作一次，则外中断触发一次 在外中断的中断服务程序中计数，并把计数的 结果从P1口输出。 题意分析 程序清单 ORG 0000H AJMP MAIN ；转主程序 ORG 0003H ；外中断入口地址 AJMP
12、 SER ；中断服务程序 MAIN:SETB IT0 ；设定外中断0为边沿触发 SETB EX0 ；开外中断0允许 SETB EA ；开CPU中断允许 CLR A ；计数单元清0 MOV P1,A ；清显示 HERE:SJMP $ ；等待中断 SER:INC A ；计数单元加1 MOV P1,A ；显示 RETI ；中断返回 END 中断程序的主 程序和中断服 务程序的布局 中断的 初始化 主 程 序 中 断 服 务 程 序 外中断应用举例2 在如图所示的电路中，P1口输出控制8只发光二极管呈现循环灯状态 ，当开关按下时，发光二极管全部熄灭一段时间，然后回到原来的 状态。 流程图 开始 设置堆
13、栈地址 设置中断方式 开外中断0 设置显示初值 输出显示 显示值移位 延时，保持 中断入口地址 保存中断时的 存储器单元内容 置P1口为00H 中断返回 延时，保持 恢复中断时存 储器单元内容 和P1口的状态 主程序：中断程序 ： v一定要开 辟在用户 区00H- 7FH中 程序清单（主程序） ORG 0000H AJMP ST ORG 0003H AJMP SER ST：MOV SP，#40H MOV IE，#81H MOV IP，#01H MOV TCON，#00H MOV A，#01H ；ACC初始化 RES：MOV P1，A ；显示 RL A ；循环移位 LCALL DEL ；延时保持
14、 SJMP RES ；循环 中断的 初始化 中断程序的主 程序和中断服 务程序的布局 主程序 循环体 程序清单（中断服务程序） SER： PUSH ACC ；存当前的ACC值 MOV 30H，R1 ；存延时程序的计数值 MOV 31H，R2 MOV P1，#00H ；把二极管熄灭 MOV R3，#10 ；保持 LOOP：LCALL DEL DJNZ R3，LOOP MOV R1，30H ；取延时程序的计数值 MOV R2，31H POP ACC ；取当前的ACC值 MOV P1，ACC RETI ；中断返回 DEL：MOV R1，#123 ；延时程序 DEL1：MOV R2，#200 DEL2：DJNZ R2，DEL2 DJNZ
