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1、第7章 中 断80C51中的中断结构7.3最简单且的中断情况 7.2引 言7.1中断处理中需要考虑的一些问题7.47.1 引 言 7.1.1 为什么要用中断 中断的出现，会带来以下好处。 （1）同步操作 有了中断功能，就可以使CPU和外设 同时工作。 （2）实现实时处理 当计算机用于实时控制时，中断是一 个十分重要的功能。现场的各个参数、信 息，根据需要，可在任何时间发出中断请 求，要求CPU处理；CPU一旦接收到中断 请求，就可以马上响应（若中断是开放的 话），加以处理。这样的及时处理在查询 的工作方式下是做不到的。（3）故障处理 计算机在运行过程中，往往会出现事 先预料不到的情况或出现一些
2、故障，如电 源掉电、存储出错、运算溢出等。计算机 可以利用中断系统自行处理，而不必停机 或报告工作人员。7.1.2 中断源 通常中断源有以下几种。 一般的输入/输出设备，如键盘、行 打印机等。 数据通道中断源，如磁盘、磁带等 。 实时时钟。在控制中，常要遇到时 间控制，若用前面介绍的用CPU执行一段 程序来实现延时的方法，则在这段时间内 ，CPU不能做别的工作，降低了CPU的利 用率。 故障源。 为调试程序而设置的中断源。 7.1.3 中断系统的功能（1）实现中断及返回 （2）能实现优先权排队 （3）高级中断源能中断低级的中断 处理7.2 最简单的中断情况 7.2.1 CPU响应中断的条件 （
3、1）设置中断请求触发器 （2）设置中断屏蔽触发器 （3）中断是开放的图7-1 设置中断请求的情况图7-2 具有中断屏蔽的接口电路 图7-3 中断响应流程图7.2.2 CPU对中断的响应（1）关中断 （2）保留断点 （3）保护现场（4）给出中断入口，转入相应的中 断服务程序 （5）恢复现场 （6）开中断与返回图7-4 中断响应、服务及返回流程图7.3 80C51中的中断结构7.3.1 中断启用图7-5 MCS-51中断源 图7-6 80C51中的IE（中断启用）寄存器 7.3.2 中断优先权图7-7 80C51中的IP（中断优先级）寄存器7.3.3 中断如何处理 在操作中，所有中断标志在每个机器
4、周 期的S5P2期间被采样。在下一个机器周期 期间查询采样。若找到一启用的中断的标 志已设置，中断系统生成一LCALL至在程 序存储器中的适当单元，至中断服务例程 的LCALL的生成，由以下3个条件中的任一 个阻断： 相同的或更高优先级的中断已经在 处理中； 当前（查询）的周期不是正在处理 中的指令执行的最后周期； 在处理中的指令是RETI或任一写至 IE或IP寄存器的指令。图7-8 80C51中断控制系统图7-9 中断响应时序图7.3.4 80C51中与中断相关的寄存器表7-1 80C51中与中断功能相关的寄存器1定时器/计数器控制寄存器TCON位 7位 6位 5位 4位 3位 2位 1位
5、0TF 1T R 1TF 0T R 0IE 1IT 1IE 0IT 0 IT0：外部中断INT0触发方式选择 位。可由用户用软件选择。 IT0=1：设定外部中断引脚信号为下降 沿触发方式。 IT1：外部中断INT1触发方式选择 位，其功能类似于IT0。 IE0：外部中断INT0触发有效标志 位。 IE1：外部中断INT1触发有效标志 位，其功能类似于IE0。2串行口控制寄存器SCON位 7位 6位 5位 4位 3位 2位 1位 0S M 0S M 1S M 2R E NT B 8R B 8TI RI RI：串行口接收到一帧数据的中断 标志位。 TI：串行口发送完一帧数据的中断 标志位。 7.3
6、.5 外部中断 80C51有两条外部中断请求引线INT0 与INT1。它们能由设置或清除在寄存器 TCON中的IT0或IT1位，选择是由电平激活 或跳变激活。 若ITx=0，外部中断x由在引脚上检测 到低电平时请求中断。若ITx=1，外部中断 是跳变触发的。在此方式，若在引脚连续 采样，在一个周期显示为高而在下一周期 显示为低，在TCON中的中断请求标志IEx 设置。然后，标志位IEx请求中断。7.3.6 响应时间 与电平反向并在每个机器周期的S5P2 锁存至中断标志IE0与IE1。类似地，定时 器2标志EXF2和串行端口标志RI与TI在 S5P2设置。在下一机器周期前电路不实际 查询值。 定
7、时器0与定时器1标志为TF0与TF1， 在定时器溢出周期的S5P2设置。然后其值 在下一周期由电路查询。然而，定时器2标 志TF2是在S2P2设置且在定时器溢出的同 一周期内被查询。 若请求有效且响应的条件正确，至请求 的服务例程的硬件子例程调用将是下一条 要执行的指令。CALL自己需要两个周期。 因此，在外部中断请求的激活与服务例程 的第一条指令的执行开始之间，至少需要3 个完整的机器周期。图7-9所示为中断响应 时序。 若请求被前面所列的3个条件之一阻断 ，将会需要更长的响应时间。若相等的或 更高优先级的中断已经在处理中，附加的 等待时间明显地取决于其他中断服务例程 的性质。 若在处理中的
8、指令不是在最后的周期， 附加的等待时间不会大于3个周期，因为最 长的指令（MUL与DIV）只是4个周期。 若在处理的指令是RETI，或访问RI或 TI，附加的等待时间不会多于5个周期（最 多用一个周期完成正在处理中的指令，加 上若指令是MUL或DIV完成下一条指令的4 周期）。 因此，在单中断系统中，响应时间始 终是大于3周期与小于9周期。7.4 中断处理中需要考虑的一些问题1中断向量安排2中断允许3中断请求4中断响应 一种中断被响应的必要条件是： 中断源发出中断请求； IE中的总的中断允许位置位； IE中此类中断对应的中断允许位置 位。5保护现场6中断嵌套7中断处理8恢复现场9撤销中断请求10中断返回
