片机中断系统课件

1、单片机与嵌入式系统第五章 单片机：中断系统王浩 副教授片机中断系统课件v中断的基本概念vMCS-51的中断系统v中断源和中断标志v中断的允许和优先权v中断的处理过程v外部中断源的扩展v中断的应用第第章章中中断断系系统统 本章内容本章内容Single Chip Microcomputer中断系统中断系统片机中断系统课件中断的基本概念v日常生活中断的例子v单片机中的中断概念v中断技术的优点片机中断系统课件 日常中断的例子日常中断的例子 你正在专心看书，突然电话铃响，于是你记下正在看的书的页数，去接电话，接完电话后再回来接着看书。片机中断系统课件 计算机中的中断概念计算机中的中断概念中断中断是指由于

2、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中断源。CPU现行运行的程序称为主程序主程序。处理随机事件的程序称为中断服务中断服务子程序子程序。 片机中断系统课件 中断技术的优点中断技术的优点v分时操作分时操作 CPU可以同多个外设“同时”工作v实时处理实时处理 CPU及时处理随机事件v故障处理故障处理 存储出错、运算溢出 片机中断系统课件MCS-51中断系统vMCS-51MCS-51中断系统结构中断系统结构v中断源中断源v中断标志中断标志v中断允许中断允许v中断优先级中断优先级v中断寄存器

3、中断寄存器片机中断系统课件 MCS-51 MCS-51的中断系统结构图的中断系统结构图 IE0TCONSCONINT0 IT0=0 IT0=1INT1 IT1=0 IT1=1TF0 IE1TF1T0T1TIRITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自然优先级自然优先级矢量地址高级中断请求高级中断请求自然优先级自然优先级矢量地址低级中断请求低级中断请求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中断标志位中断源允许总允许中断优先级片机中断系统课件 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断源中断源8051单片机有5个个中断请求源：单片机单片机INT0或 外部输入中断源INT0(P3.2)IN

4、T1或 外部输入中断源INT1(P3.3)T0 片内定时器T0的溢出T1 片内定时器T1的溢出串行口 片内串行口发送或接收中断源片机中断系统课件 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断标志中断标志CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中断源中断源中断标志位中断标志位 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。片机中断系统课件 MCS-51 MCS-51的中断系统结构图的中断系统结构图 IE0TCONSCONINT0 IT0=0 IT0=1INT1 IT1=0 IT1=1TF0 IE1TF1T0T1TIRITXDRX

5、DESET0EX0EX1ET1EA自然优先级自然优先级矢量地址高级中断请求高级中断请求自然优先级自然优先级矢量地址低级中断请求低级中断请求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中断标志位中断源允许总允许中断优先级片机中断系统课件 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断允许中断允许CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中断源中断源中断标志位中断标志位 EA总中断允许位，总中断允许位，EA=1开放所有中断，开放所有中断，EA=0，禁止所有中断；禁止所有中断； 某一个中断源还有相应的中断允许位，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，允许相

6、应中断源的中断，0禁禁止相应中断源的中断。止相应中断源的中断。中断允许中断允许ESET0EX0EX1ET1EA片机中断系统课件 MCS-51 MCS-51的中断系统结构图的中断系统结构图 IE0TCONSCONINT0 IT0=0 IT0=1INT1 IT1=0 IT1=1TF0 IE1TF1T0T1TIRITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自然优先级自然优先级矢量地址高级中断请求高级中断请求自然优先级自然优先级矢量地址低级中断请求低级中断请求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中断标志位中断源允许总允许中断优先级片机中断系统课件MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断嵌套中

7、断嵌套片机中断系统课件 MCS-51MCS-51的中断系统的中断系统中断优先级中断优先级CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TISI中断源中断源中断标志位中断标志位 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（在程序中设置，相应位者优先权高于后者（在程序中设置，相应位=1=1，为高优先级）；，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）。形成，无法改变）。中断允许中断允许ESET

8、0EX0EX1ET1EA自然优先级自然优先级高低优先控制优先控制PSPT0PX0PX1PT1片机中断系统课件TCON寄存器T0和T1控制寄存器 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONT1溢出中断标志溢出中断标志(TCON.7): T1启动计数后，计满溢出由硬件置位TF1=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。76543210片机中断系统课件 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON 88H外部中断外部中断INT1中断标志中断标志位位(TCON.3) : IE11，外部中断1向CPU申请中断 外

9、部中断外部中断INT1触发方触发方式控制位式控制位(TCON.2)： IT1=0，电平触发方式 IT1=1, 下降沿触发方式76543210TCON寄存器T0和T1控制寄存器注意：该寄存器可以位寻址。片机中断系统课件 TI (SCON.1)串行发送中断标志。 RI (SCON.0)串行接收中断标志。 TI RISCON寄存器串行口控制寄存器SCON 98H76543210注意：该寄存器可以位寻址。片机中断系统课件IE寄存器中断允许寄存器 IE A8H EA ESET1EX1 ET0EX0例：允许定时器T0中断： SETB EA SETB ET0 或 MOV IE，#82H76543210注意：

10、该寄存器可以位寻址。片机中断系统课件 51单片机有两个中断优先级单片机有两个中断优先级高级和低级高级和低级 专用寄存器专用寄存器IP为中断优先级寄存器，用户可用软件设定为中断优先级寄存器，用户可用软件设定 相应位为相应位为1，对应的中断源被设置为，对应的中断源被设置为高优先级高优先级，相应位为，相应位为0，对应，对应的中断源被设置为低优先级的中断源被设置为低优先级 系统复位时，均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该寄存器可以位寻址 PSPT1PX1PT0PX0IP寄存器中断优先级寄存器 IP B8H 76543210片机中断系统课件中断处理过程 中断处理过程分为三个阶段：中

11、断响应、中断处理和中断返回。v 中断响应v 中断处理(又称中断服务)v 中断返回v 中断请求的撤除中断请求的撤除 中断响应中断返回片机中断系统课件中断响应(以外部中断0为例)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；中断响应 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外部中断0 0入口地址入口地址0003ZD0AJMP ORG 0003HAJMP ZD0ZD0片机中断系统课件中断响应中断服务子程序入口地址又称为中断矢量或中断向量。中断响应单片机中

12、5个中断源的矢量地址是固定固定的，不能改动。断点地址中断服务子程序的入口地址片机中断系统课件程序存储器程序存储器ROMROM0000H：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！片机中断系统课件包含T0中断服务子程序的程序结构：ORG 0000HORG 0000HAJMP MAINORG 000BHORG 000BHAJMP INTT0ORG 0100

13、HORG 0100HMAIN: . . .ORG 0200HINTT0:. . RETI END程序存储器程序存储器ROMROM0000H：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002AHAJMP MAINAJMP INTT0片机中断系统课件中断处理中断处理中断服务程序从中断子程序入入口地址口地址开始执行，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。中断响应

14、入口地址入口地址RETI片机中断系统课件中断处理中断处理INTT0: PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW 中断源服务 POP PSW POP DPL POP DPH POP ACC RETI保护现场恢复现场片机中断系统课件中断返回 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。中断响应中断返回片机中断系统课件中断返回 RETI指令功能：把断点地断点地址取出，送回到程序计数器址取出，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

15、意：不能用RET指令代替RETI指令！中断响应中断返回片机中断系统课件中断处理过程示意图中断源发中断请求中断源发中断请求中断响应条件中断响应条件 是否满足？是否满足？中断是否受阻？中断是否受阻？ 把把PC断点地址压入堆栈断点地址压入堆栈 相应中断源的中断入口地址相应中断源的中断入口地址送入送入PC，转向中断服务程序转向中断服务程序NYYN 由硬件自动完成片机中断系统课件 关中断关中断保护现场保护现场中断服务中断服务 开中断开中断 关中断关中断恢复现场恢复现场 开中断开中断中断返回中断返回断点地址由堆栈弹入断点地址由堆栈弹入PC保护现场和恢复现场的过程中不允许中断，以免现场遭到破坏。保护和恢复现

16、场之后的开中断是为了允许有更高级中断打断此中断服务程序。 中断服务程序硬件自动完成片机中断系统课件中断请求的撤除中断请求的撤除 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，也是用硬件自动用硬件自动清除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TI、RI，故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志要靠软件来清除相应的标志。片机中断系统课件电平触发外部中断撤除方法较复杂。 因为在电平触发方式中，CPU响应中断时不会自动清除IE1或IE0标志，所以在响应中断后应立即撤除INT0或INT1引脚上的低电平。 在硬件上，CPU对INT0和INT1引脚的信号不能控制，所以这个问题要通过硬件，再配合软件来解决。电平激活的外部中断源中断标志的撤除电平激活的外部中断源中断标志的撤除片机中断系统课件外部中断源的扩展v单片机仅有两个外部中断输入端.v可用两种方法扩展: 1. 定时器T0,T1。（工作在计数方式下） 2. 中断和查询结合。片机中断系