《单片机第7章中断课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机第7章中断课件（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、7.1 MCS-51单片机的中断系统结构 一、中断的概念,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,第7章 MCS-51 单片机的中断系统,中断系统-中断源、中断方式 、中断控制寄存器、中断响应、中断请求的撤除。 引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。,中断请求标志,1,高级,低级,二、MCS-51单片机的中断系统,内 部 查 询,内 部 查 询,入口地址,入口地
2、址,中断允许控制,中断优先级,EA,中断源,中断允许控制寄存器IE,中断优先级控制寄存器（IP）,一、中断源 共有五个中断源，分别是外部中断两个、定时中断两个和串行中断一个，它们是： 外部中断0-INT0，由P3.2提供， 外部中断1INT1，由P3.3提供，,外部中断有两种信号方式，即电平方式和脉冲方式。,T0溢出中断； 由片内定时/计数器0提供 T1溢出中断； 由片内定时/计数器1提供 串行口中断RI/TI； 由片内串行口提供,7.2. MCS-51 中断源,二、中断方式,单片机的中断为固定入口式中断，即一响应中断就转入固定入口地址执行中断服务程序。具体入口如下： 中断源 入口地址 INT
3、0 0003 T0 000BH INT1 0013H T1 001BH RI/TI 0023H 在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的中断服务程序，这是因为给每个中断源安排的空间只有8个单元。,三、中断控制的寄存器,MCS-51单片机设置了4个专用寄存器用于中断控制，用户通过设置其状态来管理中断系统。与中断控制有关的控制寄存器有： TCON-定时控制寄存器， IE-中断允许控制寄存器， IP-中断优先级控制寄存器， SCON-及串行口控制寄存器。,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。,1定时控制
4、寄存器TCON（88H）,中断请求标志,触发方式选择,0 低电平1 下降沿,TF0/TF1：定时器溢出中断申请标志位（由硬件自动置位）。 =0：定时器未溢出； =1：定时器溢出（由全“1”变成全“0”）时由硬件自动置位，申请中断，中断被CPU响应后由硬件自动清零。,TR0/TR1：定时器运行启停控制位（可由用户通过软件设置 ）。 =0：定时器停止运行； =1：定时器启动运行。 IE0/IE1：外部中断申请标志位（由硬件自动置位 ，中断响应后转向中断服务程序时，由硬件自动清0 ）。 =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控制位（可由用户通过软件设
5、置 ）。 =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。,2串行口控制寄存器SCON （98H）,串行中断请求标志,TI/RI：串行口发送/接收中断申请标志位（由硬件自动置位，必须由用户在中断服务程序中用软件清0）。 =0：没有串行口发送/接收中断申请； =1：有串行口发送/接收中断申请。 SCON的高6位用于串行口工作方式设置和串行口发送/接收控制。,3中断允许控制寄存器IE （0A8H）,0 禁止，1允许,EX0/EX1/ET1/ET0/ES 位：分别是 / ，T0/T1，串行口的中断允许控制位。 =0 ：禁止中断； =1 ：
6、允许中断。 EA：总的中断允许控制位（总开关）： =0 ：禁止全部中断； =1 ：允许中断。,4中断优先级控制寄存器（IP） （0B8H）,0 低级别，1高级别,PX0/PX1： / 优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。 PT0/PT1：T0/T1中断优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。 PS1：串行口中断优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。,1、INT0（P3.2），外部中断1。可由选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.2引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE0置1，向CPU申请中断。 2、INT1（P3.3
7、），外部中断2。可由IT1选择其为低电平有效还是下降沿有效。当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE1置1,向CPU申请中断。 3、TF0（TCON.5），片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。当定时/计数器T0发生溢出时，置位TF0，并向CPU申请中断。 4、TF1（TCON.7），片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。当定时/计数器T1发生溢出时，置位TF1，并向CPU申请中断。 5、RI或TI，串行口中断请求标志。当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI，向CPU申请中断。,8051有两个中断优先级，即高优先级和低优先级，每个中断源
8、都可设置为高或低中断优先级，以便CPU对所有的中断实现两级中断嵌套。 8051内部中断系统对各中断源的中断优先级有一个统一的规定，称为自然优先级（系统缺省优先级）。如下表所示。 8051单片机的中断优先级采用了自然优先级和人工设置高、低优先级的策略，中断处于同一级别时，就由自然优先级确定。开机时，每个中断都处于低优先级，中断优先级可以通过程序来设定，由中断优先级寄存器IP来统一管理。,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：先高后低 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
9、,四、中断响应,响应条件 MCS-51单片机工作时，在每个机器周期中都会去查询各个中断标志，如果有中断请求。必须满足下列条件单片机才能响应中断。 -CPU要响应中断需满足下列条件： 相应的中断是开放的； 无同级或高级中断正在服务； 当前指令周期结束，如果查询中断请求的机器 周期不是当前指令的最后一个周期，则不行； 若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令，则需要执行到当前指令及下一条指令方可响应。,中断过程包括中断请求、中断响应、中断服务、中断返回四个阶段。 中断请求：中断源将相应请求中断的标志位置 “1”，表示发出请求，并由CPU 查询。 中断响应：在中断允许条件下相应中断。断点入栈
10、撤除中断标志关闭低同级中断允许中断入口地址送PC。 这些工作都是由硬件自动完成的。 中断服务：根据入口地址转中断服务程序，包含保护现场、执行中断主体、恢复现场。 中断返回：执行中断返回RETI指令断点出栈开放中断允许返回原程序。,响应过程-单片机响应中断后，自动执行下列操作： 置位中断优先级有效触发器，即关闭同级和低级中断： 调用入口地址，断点入栈，相当于LCALL指令； 进入中断服务程序。,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
11、用LCALL） （2）最长时间 若当前指令是RET、RETI和访问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。 中断返回中断处理程序的最后一条指令是RETI，它使CPU结束中断处理程序的执行，返回到断点处，继续执行主程序。,MCS-51单片机的外部中断有两种触发方式可选： 电平触发和边沿触发。 选择电平触发时，单片机在每个机器周期检查中断源口线，检测到低电平，即置位中断请求标志，向CPU请求中断。 选择边沿触发方式时，单片机在上一个机器周期检测到中断源口线为高电平，下一个机器周期检测到低电平
12、，即置位中断标志，请求中断。,7.3 MCS-51 中断触发方式,电平触发方式时，中断标志寄存器不锁存中断请求信号。也就是说，单片机把每个机器周期的S5P2采样到的外部中断源口线的电平逻辑直接赋值到中断标志寄存器。标志寄存器对于请求信号来说是透明的。这样当中断请求被阻塞而没有得到及时响应时，将被丢失。换句话说，要使电平触发的中断被CPU响应并执行，必须保证外部中断源口线的低电平维持到中断被执行为止。因此当CPU正在执行同级中断或更高级中断期间，产生的外部中断源（产生低电平）如果在该中断执行完毕之前撤销（变为高电平）了，那么将得不到响应，就如同没发生一样。同样，当CPU在执行不可被中断的指令（如RETI）时，产生的电平触发中断如果时间太短，也得不到执行。,边沿触发方式时，中断标志寄存器锁存了中断请求。中断口线上一个从高到低的跳变将记录在标志寄存器中，直到CPU响应并转向该中断服务程序时，由硬件自动清除。因此当CPU正在执行同级中断（甚至是外部中断本身）或高级中断时，产生的外部中断（负跳变）同样将被记录在中断标志寄存器中。在该中断退出后，将被响应执行。,
