第5章(陈立周)认真的孩子都会受到老天眷顾的~加油!!

1、第五章 输入输出与中断 第一节第一节 输入输出设备与接口输入输出设备与接口 第二节第二节 输入输出的传送方式输入输出的传送方式 第三节第三节 中断的基本概念中断的基本概念 第四节第四节 8051单片机的中断系统单片机的中断系统 第五节第五节 中断程序举例中断程序举例 本章要点n 本章主要介绍单片机控制系统的三种本章主要介绍单片机控制系统的三种输入输出传送方式，在三种方式中，要输入输出传送方式，在三种方式中，要求掌握中断方式的概念，中断方式的必求掌握中断方式的概念，中断方式的必要性，以及要性，以及8051单片机中断系统的具体单片机中断系统的具体使用方法。使用方法。第一节 输入输出设备与接口 一、

2、输入输出设备一、输入输出设备 输入输出设备又称为计算机外围设备，简称输入输出设备又称为计算机外围设备，简称外设或外设或IO设备，操作人员必须通过输入输出设备，操作人员必须通过输入输出设备才能与单片机系统交换信息。设备才能与单片机系统交换信息。 常用的输入设备有按钮、键盘、各种传感器常用的输入设备有按钮、键盘、各种传感器等。等。 常用的输出设备有常用的输出设备有LED(发光二极管显示器发光二极管显示器)、LCD(液晶显示器液晶显示器)打印机等。打印机等。 二、输入输出接口二、输入输出接口 输入输出设备与主机的连接部分称为输入输出接口，输入输出设备与主机的连接部分称为输入输出接口，简称简称IO接口

3、。外设与主机连接必须通过接口。外设与主机连接必须通过IO接口接口, ,接接口的作用是口的作用是: : 2 2）锁存与缓冲作用：）锁存与缓冲作用：一般用一般用D D触发器进行锁触发器进行锁存。 1 1）隔离与寻址作用：例）隔离与寻址作用：例如右图用三态门组成的接口。如右图用三态门组成的接口。3 3）信号电平或形式变换：）信号电平或形式变换：例如例如A/D、D/A、232/485的变换。的变换。返回本章首页第二节 输入输出的传送方式 一、无条件传送方式一、无条件传送方式 这是指单片机不考虑外设的状态，这是指单片机不考虑外设的状态，CPUCPU可随时执行输入或输出指可随时执行输入或输出指令，并立即进

4、行数据传送的一种方式。令，并立即进行数据传送的一种方式。 二、查询方式二、查询方式 查询方式是指查询方式是指CPUCPU在执行输入输出指令之前，先在执行输入输出指令之前，先 对外围设备的状态进行检测，以判别外设是否准对外围设备的状态进行检测，以判别外设是否准 备就绪。如果已经准备就绪，备就绪。如果已经准备就绪，CPUCPU就可以执行输入就可以执行输入 输出指令。如果还没有准备就绪，必须继续查询输出指令。如果还没有准备就绪，必须继续查询。 三、中断方式三、中断方式 所谓中断就是指所谓中断就是指CPUCPU接到外设中断申请后，暂时接到外设中断申请后，暂时 停止执行主程序而转去执行中断服务程序。如无

5、中停止执行主程序而转去执行中断服务程序。如无中 断申请断申请CPUCPU只只执行主程序而不管中断服务程序内容。执行主程序而不管中断服务程序内容。返回本章首页第三节 中断的基本概念 一、中断的必要性一、中断的必要性 1.1.便于并行操作，无中断时便于并行操作，无中断时CPUCPU既可按原定的程序工既可按原定的程序工作，中断时又能适时处理中断源要求完的任务，做到作，中断时又能适时处理中断源要求完的任务，做到两不误，以两不误，以提高计算机及其外设的工作效率提高计算机及其外设的工作效率 。 2. 2.便于适时控制和处理突发事件。能在突发事件出现便于适时控制和处理突发事件。能在突发事件出现的第一时间，立

6、即响应中断申请。的第一时间，立即响应中断申请。 3 3. .便于处理按规定时刻或一定延时后进行操作的场合便于处理按规定时刻或一定延时后进行操作的场合CPUCPU可随时在时钟提示下转入中断可随时在时钟提示下转入中断。 二、中断源二、中断源 中断源是指向中断源是指向CPUCPU申请中断的事件来源。例如外部申请中断的事件来源。例如外部输输入输出设备，入输出设备，定时定时/ /计数器，计数器，串行接口都可以作为中断源。串行接口都可以作为中断源。谁谁申请中断申请中断, ,谁就是谁就是中断源。中断源。 三、中断响应过程三、中断响应过程 CPU CPU响应中断后的工作顺序响应中断后的工作顺序为为 1) 1)

7、寻找中断源。寻找中断源。 2) 2)将当前将当前PCPC值值( (下一条指令下一条指令的地址的地址) )推人堆栈，以便中断推人堆栈，以便中断返回时使用。返回时使用。 3) 3)寻找中断人口，以便转向寻找中断人口，以便转向执行中断服务程序。执行中断服务程序。 4) 4)保护现场保护现场 5) 5)执行中断服务程序。执行中断服务程序。 6) 6)执行完中断服务程序后执行完中断服务程序后, ,恢复现场并返回主程序。恢复现场并返回主程序。 四、中断优先权四、中断优先权 中断优先权也叫中断排序，是用户根据中断源中断优先权也叫中断排序，是用户根据中断源的性质和重要性自行排列的先后次序。以便能在的性质和重要

8、性自行排列的先后次序。以便能在多个中断源同时存在，而且同时提出申请时，能多个中断源同时存在，而且同时提出申请时，能根据轻重缓急，保证优先权高的中断源首先得到根据轻重缓急，保证优先权高的中断源首先得到响应，纵使响应，纵使CPUCPU正在处理一个中断，也会暂时停止正在处理一个中断，也会暂时停止较低级的中断。响应优先权更高的中断源请求。较低级的中断。响应优先权更高的中断源请求。完成后再执行低级的中断。这个过程也称为中断完成后再执行低级的中断。这个过程也称为中断嵌套或多重中断。嵌套或多重中断。 优先权排序可以用软件也可以用硬件实现。优先权排序可以用软件也可以用硬件实现。返回本章首页第四节第四节 805

9、1单片机的中断系统单片机的中断系统 一、一、80518051单片机中断源单片机中断源 80518051单片机可直接接受单片机可直接接受5 5个中断源的申请个中断源的申请, ,分别为分别为: : 1.1.外部中断源：外部中断源：需要中断时由外部输入低电平至需要中断时由外部输入低电平至INT0INT0、INT1 INT1 ( (P3.2P3.2、P3.3) P3.3) 申请中断。申请中断。 2.2.内部定时器内部定时器T0T0、T1T1：每当内部定时器发生溢出时，每当内部定时器发生溢出时，会通过内部逻辑申请中断会通过内部逻辑申请中断, ,在需要定时中断的场合，可用在需要定时中断的场合，可用它作为中

10、断源。它作为中断源。 3.3.串行口：串行口：串行口缓冲器串行口缓冲器SBUFSBUF发送或接收完一个字符发送或接收完一个字符数据时，会通过内部逻辑向数据时，会通过内部逻辑向CPUCPU申请中断。当串行口发送申请中断。当串行口发送或接收一个数据后，可在中断程序中，对所接收或发送或接收一个数据后，可在中断程序中，对所接收或发送的数据进行处理。的数据进行处理。 二、中断系统使用的特殊功能寄存器二、中断系统使用的特殊功能寄存器 80518051内部有五个中断源，但是否使用它们，那个优先，内部有五个中断源，但是否使用它们，那个优先，可以通过与中断有关的寄存器进行设定。可以通过与中断有关的寄存器进行设定

11、。 1. 1.中断允许寄存器中断允许寄存器IEIE： 可决定各中断源是否使用，开中断表示使用该中断源，可决定各中断源是否使用，开中断表示使用该中断源，关中断表示该中断源不用。关中断表示该中断源不用。 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0EA ES ET1 EX1 ET0 EX0EA=1允许所有中断请求ES=1允许串口中断ET0=1 或 ET1-1允许T0或T1中断EX0=1或EX1=1允许外部中断源中断 2 2. .中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPIP： 用户可以通过对用户可以通过对IP置值，赋予五个中断源以不置值，赋予五个中断源以不同的优先级同的优先级。 IS PT1 PX1 PT

12、0 PX0 IS=1认定串口中断为优先PT1=1认定T1中断为优先PX1=1认定INT1中断为优先PT0=1认定T0中断为优先PX0=1认定INT0中断为优先 3. 3.定时器控制寄存器定时器控制寄存器TCON： 用于定时器与外部的中断控制。用于定时器与外部的中断控制。 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0T0、T1的中断标志，溢出时由硬件自动置1响应中断后自动置0.T0、T1运行控制位 TR0或TR1置1，计数器T0或T1开始计数外部请求中断标志中断时由硬件自动置1，响应中断后自动置0.触发方式控制，IT0或IT1置1，为下降沿触发方式4.4.串口控制寄存器串口控制

13、寄存器S SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI在串口控制寄存器在串口控制寄存器中只有中只有TI、RI与中断与中断有关。其余位的作用有关。其余位的作用将在第七章中说明将在第七章中说明串口将 SBUF 内数据全部发送完毕，由硬件自动置1串口已将接收的数据全部放在SBUF，由硬件自动置18051单片机中断优先级与中断优先权区别单片机中断优先级与中断优先权区别 8051单片机只有两个中断优先级，遇到两个中断源单片机只有两个中断优先级，遇到两个中断源的优先级相同，又同时申请中断时，谁先响应由内部的优先级相同，又同时申请中断时，谁先响应由内部硬件逻辑的查询顺序来确定，先查到

14、的称中断优先权硬件逻辑的查询顺序来确定，先查到的称中断优先权高，后查到的称中断优先权低，查询顺序为高，后查到的称中断优先权低，查询顺序为INT0最优先最优先T0INT1T1串口中断串口中断最后最后 但要注意，中断优先级是可编程的，可通过对但要注意，中断优先级是可编程的，可通过对IP赋赋值，决定高低。而中断优先权则是不可编程的，它由值，决定高低。而中断优先权则是不可编程的，它由内部硬件决定。内部硬件决定。 三、三、80518051单片机中断响应过程单片机中断响应过程 1.1.采样中断请求：采样中断请求：CPUCPU在每个机器周期都要检查是否有在每个机器周期都要检查是否有中断请求。中断请求。 2.

15、2.对采样到的中断标志进行查询判定：对采样到的中断标志进行查询判定：从从TCONTCON或或SCONSCON相应的标志位，判断是哪个中断源发出申请相应的标志位，判断是哪个中断源发出申请, ,按该中断源按该中断源的优先权级别决定是否允许其中断，并查当前指令是否的优先权级别决定是否允许其中断，并查当前指令是否执行完毕。当前指令未执行完毕，也暂不中断。执行完毕。当前指令未执行完毕，也暂不中断。 3.3.CPUCPU响应中断响应中断, ,寻找中断服务程序入口寻找中断服务程序入口：外部中断外部中断INT0INT0、INT1INT1其入口地址为其入口地址为0003H0003H、0013H0013H，T0T

16、0、T1T1的入口的入口地址分别为地址分别为000BH000BH、001BH001BH，串口的入口地址为，串口的入口地址为0023H0023H。 4.4.执行中断服务程序：执行中断服务程序： 5.5.中断返回：中断返回： 6.6.中断请求的撤除：中断请求的撤除： 中断返回前还要注意撤除中断请求，否则将在返回后中断返回前还要注意撤除中断请求，否则将在返回后引起新的中断。对于引起新的中断。对于T0T0、T1T1可由硬件自动撤除。对于串可由硬件自动撤除。对于串口应将口应将TITI、RIRI清零。对于清零。对于INT0INT0、INT1INT1应将外部中断引脚应将外部中断引脚恢复为高电平。恢复为高电平

17、。 返回本章首页第五节第五节 中断程序举例中断程序举例例例5-1 在在8051单片机的单片机的INT0引脚外接脉冲信号，要求每送来一个脉引脚外接脉冲信号，要求每送来一个脉冲，把冲，把30H单元值加单元值加1，若，若30H单元计满则进位单元计满则进位 31H单元。现利用单元。现利用中断编制脉冲计数程序。中断编制脉冲计数程序。 中断服务程序中断服务程序: : ORG 0200HORG 0200H SUBG: PUSH ACC ;SUBG: PUSH ACC ;保护现场保护现场 INC 30H ; INC 30H ;计数值加计数值加1 MOV AMOV A，30H30H JNZ BACK JNZ B

18、ACK INC 31H INC 31H BACKBACK：POP ACC ;POP ACC ;恢复现场恢复现场 RETl RETl ; ;返回返回 主程序主程序ORG 0000HORG 0000HAJMP MAIN ;AJMP MAIN ;主程序人口主程序人口 ORG 0003H ; ORG 0003H ;外部中断人口外部中断人口 AJMP SUBG ; AJMP SUBG ;设置中断人口设置中断人口 ORG 0100HORG 0100H MAIN MAIN：MOV A,#00H ;MOV A,#00H ;两单元清零两单元清零MOV 30HMOV 30H，A A MOV 31HMOV 31H，A AMOV SPMOV SP，#70H ;#70H ;设置堆栈指针设置堆栈指针SETB IT0 ;SETB IT0 ;设设置置边沿触发边沿触发SETB EA ;SETB EA ;开中断开中断SETB EX0 ;SETB EX0 ;允许允许INT0INT0中断中断AJMP $AJMP $ ; ;等待中断等待中断 例例5-25-2 设计一个比赛抢答器，电路如图设计一个比赛抢答器，电路如图5-65-6所示，所示，P1.0P1.0P1.3P1.3分别接按钮分别接按钮S0S0S3S3，当其中任何一个按当其中任何一个按钮按下时，都能立即从钮按下时，都能立即从P3.3P3.3发出铃声信号，并