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1、单片机教学情景十 走进中断,中断的基本概念 MCS-51的中断系统 中断源和中断标志 中断的允许和优先权 中断的处理过程 外部中断源的扩展 中断的应用,中断系统,中断的基本概念,日常生活中断的例子 单片机中的中断概念 中断技术的优点什么是中断，我们从生活中的例子引入。 看书的例子：你正在看书，突然电话铃响了，。中断就是正常的工作被外部事件打断了。,日常生活中的中断,仔细研究一下生活中的中断，对于我们学习计算机中的中断也很有好处。1、什么可以引起中断？生活中有很多事件可以引起中断：有人按了门铃，电话铃响了，你的闹钟铃响了，你烧的水开了,你内急了等等诸如此类的事件，我们把可以引起中断的事件称之为中
2、断源。计算机中也有一些可以引起中断的事件，像MCU51单片机就有5个中断源。,2、中断的嵌套与优先级处理：设想一下，我们正在看书，电话铃突然响了，同时又有人按了门铃，你该先做那样呢？如果你正在等一个很重要的电话，你一般不会去理会门铃的，而反之，你正在等一个很重要的客人，则可能就不会去理会电话了。如果不是这两者（即不等电话，也不等人上门）你可能会按你通常的习惯去处理。总之这里存在一个优先级问题。优先级问题不仅仅发生在两个或以上的中断同时产生的情况，也发生在一个中断已经产生，又有一个中断产生的情况。如你正在接电话，有人按门铃的情况，或你正在开门与人交谈，又有电话铃了的情况。考虑一下我们会怎么办吧。
3、,3、中断的响应过程： （看书的例子）当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置，然后去处理不同的事情（因为处理完了，我们还要来继续看书）。（接电话的例子）电话铃响了我们要到放电话的地方去，门铃响了，我们要到门那边去，也就是说，不同的中断，我们要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的，这也和计算机中的中断类似，如51MCU 的5个中断源都有各自的中断入口地址，当某个中断源产生中断时，CPU响应中断便到相应的中断入口地址执行程序。,计算机中的中断计算机执行正常程序时，系统出现某些急需处理的异常情况和特殊请求，CPU暂时中止现在正在执行的的指令，转
4、去对随机发生的更紧迫事件处理；处理完后，CPU会自动返回原来的程序继续执行。就如：你正在家中看书，突然电话铃响了，你放下书本，去接电话，和来电话的人交谈，然后放下电话，回来继续看你的书。这就是生活中的“中断”的现象，就是正常的工作过程被外部的事件打断了。,计算机中的中断,计算机中的中断,中断是指由于某种随机事件的发生，计算机暂停现行程序的运行，转去执行另一程序，以处理发生的事件，处理完毕后又自动返回原来的程序继续运行。 将能引起中断的事件称为中断源。 CPU现行运行的程序称为主程序。 处理随机事件的程序称为中断服务子程序。,中断技术的优点,分时操作CPU可以同多个外设“同时”工作 实时处理CP
5、U及时处理随机事件 故障处理电源掉电、存储出错、运算溢出,MCS-51中断系统,中断源 中断标志 中断允许 中断优先级 MCS-51中断系统结构 中断寄存器,MCS-51的中断系统中断源,8051单片机有5个中断请求源：,单片机,MCS-51的中断系统中断标志,CPU,主程序,INT0,INT1,T0,T1,串口,IE0,TF0,IE1,TF1,中断源,中断标志位,每一个中断源都有相应的中断标志位；某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1。,MCS-51的中断系统中断允许,CPU,主程序,INT0,INT1,T0,T1,串口,IE0,TF0,IE1,TF1,中断源,中断标志位,EA总中断允许位
6、，EA=1开放所有中断，EA=0，禁止所有中断；某一个中断源还有相应的中断允许位，1允许相应中断源的中断，0禁止相应中断源的中断。,中断允许,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,IE0,TCON,SCON,TF0,IE1,TF1,T0,T1,TI,RI,TXD,RXD,ES,ET0,EX0,EX1,ET1,EA,自然优先级,矢量地址,高级中断请求,自然优先级,矢量地址,低级中断请求,PX0,PT0,PX1,PT1,PS,IE,IP,MCS-51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,TCON,T1溢出中断标志(TCON.7):T1启动计数后，计满溢出由硬件置位TF
7、1=1，向CPU请求中断，此标志一直保持到CPU响应中断后，才由硬件自动清0。也可用软件查询该标志，并由软件清0。,TCON寄存器T0和T1控制寄存器,外部中断INT1中断标志位(TCON.3) :IE11，外部中断1向CPU申请中断,外部中断INT1触发方式控制位(TCON.2)：IT1=0，电平触发方式IT1=1, 下降沿触发方式,TCON寄存器T0和T1控制寄存器,注意：该寄存器可以位寻址。,TCON 88H,TF1：定时器1的溢出中断标志。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：
8、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控制为负脉冲触发方式。 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。,TI (SCON.1)串行发送中断标志。RI (SCON.0)串行接收中断标志。,SCON寄存器串行口控制寄存器,SCON98H,注意：该寄存器可以位寻址。,TI：串行发送中断标志 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。 注意：CPU响应中
9、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。 注意：CPU在响应中断时不会清除RI，必须由软件清除,IE A8H,例：允许定时器T0中断：SETB EA；为1时开放中断，为0时禁止中断SETB ET0 或 MOV IE，#82H,注意：该寄存器可以位寻址。,IE寄存器中断允许寄存器,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
10、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。,51单片机有两个中断优先级高级和低级专用寄存器IP为中断优先级寄存器，用户可用软件设定相应位为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，均为低优先级该寄存器可以位寻址,
11、IP寄存器中断优先级寄存器,IP B8H,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0中断优先控制位 PX0 = 1
12、，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。优先顺序为：PX0-PT0-PX1-PT1-PS,中断的处理过程,中断处理过程分为三个阶段：中断响应、中断处理和中断返回。中断响应中断处理(又称中断服务)中断返回中断请求的撤除,中断响应：在满足CPU的中断响应条件之后，CPU对中断源中断请求予以处理。 中断响应过程：保护断点地址；,把程序转向中断服务程序的入口地址(通常称矢量地址)。,特别注意：这些工作是硬件自动完成的！,断点地址,中断服务子程序的入口地址,外部中断0入口地址,AJMP ZD0,ZD0,中断响应,中断服务
13、子程序入口地址又称为中断矢量或中断向量。,单片机中5个中断源的矢量地址是固定的，不能改动。,断点地址,中断服务子程序的入口地址,中断响应,程序存储器ROM,0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H),0023H：串行口中断入口,0003H：外部中断0入口,000BH：定时器0溢出中断入口,0013H：外部中断1入口,001BH：定时器1溢出中断入口,002AH,使用时，通常在这些入口地址处存放一条跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断服务程序起始地址上去！,程序存储器ROM,0000H：复位后，程序的入口地址(PC=0000H),0023H：串行口中断入口,0003H：外部中断0入口
14、,000BH：定时器0溢出中断入口,0013H：外部中断1入口,001BH：定时器1溢出中断入口,002AH,包含T0中断服务子程序的程序结构：ORG 0000H AJMP MAINORG 000BHAJMP NTT0 ORG 0100H MAIN: . . INTT0:.RETIEND,AJMP MAIN,AJMP INTT0,中断处理,中断服务程序从中断子程序入口地址开始执行，直到返回指令RETI为止，这个过程称为中断处理(或中断服务)。 中断服务子程序一般包括两部分内容，一是保护和恢复现场，二是处理中断源的请求。,入口地址,RETI,中断处理,INTT0: PUSH ACCPUSH DP
15、HPUSH DPLPUSH PSW中断源服务POP PSWPOP DPLPOP DPHPOP ACCRETI,保护现场,恢复现场,中断返回是指中断服务完后，计算机返回到原来暂停的位置(即断点)，继续执行原来的程序。中断返回由专门的中断返回指令RETI来实现。,中断返回,RETI指令功能：把断点地址取出，送回到程序计数器PC中去。另外，它还通知中断系统已完成中断处理，将清除优先级状态触发器。特别注意：不能用RET指令代替RETI指令！,中断返回,中断源发中断请求,中断响应条件 是否满足？,中断是否受阻？,把PC断点地址压入堆栈,相应中断源的中断入口地址送入PC，转向中断服务程序,N,Y,Y,N,由硬件 自动完成,中断处理过程示意图,关中断,保护现场,中断服务,开中断,关中断,恢复现场,开中断,中断返回,断点地址由堆栈弹入PC,中断服务程序,CPU响应某中断请求后，在中断返回前，应该撤除该中断请求，否则会引起另一次中断。定时器0或1溢出：CPU在响应中断后，硬件清除了有关的中断请求标志TFO或TF1，即中断请求是自动撤除的。边沿激活的外部中断：CPU在响应中断后，也是用硬件自动清除有关的中断请求标志IE0或IE1。串行口中断：CPU响应中断后，没有用硬件清除T1、R1，故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志。,
