单片机chapter5

1、机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-11第五章第五章 中断系统中断系统 本章包括以下内容 微机的输入/输出方式 中断的概念 89C51中断系统 中断处理过程 中断程序举例机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-125.1 微机的输入微机的输入/输出方式输出方式 CPU与外部设备交换信息的方式与外部设备交换信息的方式 无条件传送方式无条件传送方式：一方对另一方来说总是准备好的，只需在程序中加入访问外设的指令。 查询传送方式查询传送方式：传送前一方先查询另一方的状态，若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待。

2、直接存储器存取方式（直接存储器存取方式（Direct Memory Access) 外设与存储器之间直接（不经过CPU）传送数据。 下面两种情况可以采用DMA方式： 外设与Memory有大量的数据传送。 外设的工作速度很快。 中断传送方式：中断传送方式：一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传送。机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-135.2 中断的概念中断的概念 中断中断：指计算机暂时停止原程序执行转而为外部设备（执行指计算机暂时停止原程序执行转而为外部设备（执行中断服务程序），并在服务完成后自动返回原程序执行的过中断服务程序），并在服务完成后自

3、动返回原程序执行的过程。程。 （数据传送的双方平时各自做自己的工作，一旦（数据传送的双方平时各自做自己的工作，一旦甲方甲方要求与要求与乙方乙方进行数据传送，就主动进行数据传送，就主动发出信号发出信号提出申请，提出申请，乙方乙方接到申接到申请后若请后若同意同意传送，传送，安排好当前的工作安排好当前的工作，再，再响应响应与甲方发生数与甲方发生数据传送。据传送。完事后，回去继续完事后，回去继续做打断前的工作）。做打断前的工作）。 作用：作用：1、消除、消除CPU在查询方式中的等待时间，提高在查询方式中的等待时间，提高CPU工工作效率。作效率。2、用于实时控制、用于实时控制。 中断与子程序的最主要区别

4、：中断与子程序的最主要区别：子程序是预先安排好的，中断子程序是预先安排好的，中断是随机发生的。是随机发生的。 机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-14中断涉及的几个环节中断涉及的几个环节中断源中断源 中断申请中断申请开放中断开放中断保护现场保护现场中断服务中断服务恢复现场恢复现场中断返回中断返回（前面提到的甲方）（前面提到的甲方）（甲方发出信号提出申请）（甲方发出信号提出申请）（乙方同意传送）（乙方同意传送）（安排好当前的工作）（安排好当前的工作）（响应乙方的要求）（响应乙方的要求）（完事后，回去（完事后，回去）（继续做打断前的工作）（继续做打断前

5、的工作）机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-15 可屏蔽中断可屏蔽中断是指是指CPU可以通过指令来允许或屏蔽中断的请求。可以通过指令来允许或屏蔽中断的请求。 非屏蔽中断非屏蔽中断是指是指CPU对中断请求是不可屏蔽的，一旦出现，对中断请求是不可屏蔽的，一旦出现，CPU必须响应。必须响应。 软件中断软件中断则是指通过相应的中断指令使则是指通过相应的中断指令使CPU响应中断。响应中断。中断源是指引起中断的设备或事件，或发出中断请求的源头。中断源是指引起中断的设备或事件，或发出中断请求的源头。 机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接

6、口技术2022-2-16给每个中断源指定中断响应的优先级别，给每个中断源指定中断响应的优先级别， CPU按中断源的优按中断源的优先级高低顺序响应各中断源发出的中断请求。先级高低顺序响应各中断源发出的中断请求。低级中断请求低级中断请求RETI主程序主程序高级中断服务子程序高级中断服务子程序返主程序返主程序高级中断请求高级中断请求返低级中断返低级中断RETI低级中断服务子程序低级中断服务子程序低级中断服务子程序低级中断服务子程序机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-175.3 89C51中断系统中断系统机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片

7、机原理及接口技术2022-2-185.3.1 89C51中断源中断源 1、外部中断请求、外部中断请求INT0，INT1 低电平有效，通过低电平有效，通过P3.2,P3.3引脚输入。引脚输入。 有两种触发方式有两种触发方式 电平触发：出现低电平时向电平触发：出现低电平时向CPU申请中断。申请中断。 边沿触发：出现负跳变时向边沿触发：出现负跳变时向CPU申请中断。申请中断。 CPU在每个机器周期自动采用在每个机器周期自动采用/INT0，/INT1，引脚的高、低电平至少，引脚的高、低电平至少各自保持一个机器周期。各自保持一个机器周期。2、定时器、定时器/计数器计数器0、1溢出中断溢出中断 计数溢出时

8、，硬件使得计数溢出时，硬件使得TF0（TF1）=1，CPU响应中断后，由响应中断后，由硬件自硬件自动清除动清除TF0，TF1。3、串行口中断、串行口中断 发送信息：硬件发送信息：硬件TI=1，向，向CPU响应中断。响应中断。 接收信息：硬件接收信息：硬件RI=1，向，向CPU响应中断。响应中断。 响应中断后，响应中断后，用软件清除用软件清除TI或或RI。机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-195.3.2 中断控制中断控制机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-110机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接

9、口技术单片机原理及接口技术2022-2-111机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-112机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-113例：假设允许片内计数例：假设允许片内计数/定时器中断，禁止其它中断。试根据假定时器中断，禁止其它中断。试根据假设条件设置设条件设置IE的值。的值。 用字节操作指令MOV IE，#8AH 或 MOV A8H，#8AH 用位操作指令SETB ET0SETB ET1SETB EA机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-114三、中断优先级控

10、制三、中断优先级控制机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-115例例1：8051的片外为高优先级，片内为低优先级。设置的片外为高优先级，片内为低优先级。设置IP值。值。解： （1）按字节操作指令MOV IP，#05H 或 MOV B8H，#05H （2）按位操作指令 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1BCH BBH BAH B9H B8HIP（B8H）PSPT1PT0PX0PX1机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-116例例2：8051的的/INT0，/INT

11、1引脚分别输入压力超限及温度超限中断请求信引脚分别输入压力超限及温度超限中断请求信号，定时器号，定时器/计数器计数器0作定时检测的实时时钟，用户规定的中断优先级排队作定时检测的实时时钟，用户规定的中断优先级排队顺序为顺序为（高）（高）压力超限压力超限-温度超限温度超限-定时检测（低）。确定定时检测（低）。确定IE和和IP的内容。的内容。解：IE（A8H）EA - ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX01111CPU中断允许IP（B8H）PSPT1PT0 PX0温度超限中断允许温度超限中断允许压力超限中断允许压力超限中断允许定时检测中断允许定时检测中断允许PX1中断屏蔽中断屏蔽压力超限中断

12、高优先级压力超限中断高优先级定时检测中断高优先级定时检测中断高优先级温度超限中断低优先级温度超限中断低优先级中断屏蔽可取任意值中断屏蔽可取任意值思考：按字节操作指令或位操作指令思考：按字节操作指令或位操作指令机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-117对同时发生多个中断申请时：对同时发生多个中断申请时： 不同优先级的中断同时申请：不同优先级的中断同时申请：先高后低先高后低 相同优先级的中断同时申请：相同优先级的中断同时申请：按序执行按序执行 正处理低优先级中断又接到高级别中断：正处理低优先级中断又接到高级别中断：高打断低高打断低 正处理高优先级中断又

13、接到低级别中断：正处理高优先级中断又接到低级别中断：高不理低高不理低机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-118机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-1195.4 中断处理过程中断处理过程 中断响应中断响应 中断处理中断处理 中断请求的撤除中断请求的撤除 中断系统的初始化中断系统的初始化机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-1205.4.1 中断响应中断响应 中断响应条件中断响应条件 有中断源发出有中断源发出中断请求中断请求 中断总允许位中断总允许位EA=1,即即

14、CPU开中断开中断 中断源的中断允许位为中断源的中断允许位为1,即即中断没有被屏蔽中断没有被屏蔽 无同级或更高级中断无同级或更高级中断正在服务正在服务 当前的当前的指令周期已经结束指令周期已经结束 若当前执行指令为若当前执行指令为RETI或访问或访问IE或或IP的指令时的指令时,至少需要至少需要再执行一条其它指令后才会响应中断请求再执行一条其它指令后才会响应中断请求 机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-121中断服务程序的入口地址（中断矢量）中断服务程序的入口地址（中断矢量）中断矢量地址中断矢量地址保留目的保留目的0003H外部中断外部中断0（/I

15、NT0）的入口地址）的入口地址000BH定时器定时器/计数器计数器0溢出（溢出（TF0）的入口地址）的入口地址0013H外部中断外部中断1（/INT1）的入口地址）的入口地址001BH定时器定时器/计数器计数器1溢出（溢出（TF1）的入口地址）的入口地址0023H串行口中断的入口地址串行口中断的入口地址注：注：1. 中断服务程序的最后一条指令为中断服务程序的最后一条指令为RETI。 2. 中断源的中断服务程序的入口地址相距只有中断源的中断服务程序的入口地址相距只有8个单元，无法容纳中断个单元，无法容纳中断服务程序，因此需在服务程序，因此需在入口地址中放入一条入口地址中放入一条AJMP（2K）或

16、）或LJMP（64K）指）指令。令。 3. 在中断服务程序中，要注意软件保护现场。在中断服务程序中，要注意软件保护现场。 4. 如要在执行当前中断程序时如要在执行当前中断程序时禁止其它更高优先级中断禁止其它更高优先级中断，可以先用软，可以先用软件关闭件关闭CPU中断（中断（EA=0）或禁止其中断申请允许位，在中断返回前在开放）或禁止其中断申请允许位，在中断返回前在开放中断。中断。 机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-1225.4.2 中断请求的撤除中断请求的撤除 定时器溢出中断请求的撤除定时器溢出中断请求的撤除：定时器溢出中断得到响应自：定时器溢出

17、中断得到响应自动复位为动复位为“0”状态。其中断请求是由状态。其中断请求是由硬件自动撤除硬件自动撤除的。的。 串行口中断请求的撤除串行口中断请求的撤除：在中断服务程序后需判定是发生：在中断服务程序后需判定是发生接收中断还是发送中断，因此不能自动撤除。在中断服务接收中断还是发送中断，因此不能自动撤除。在中断服务程序中通过程序中通过软件撤除软件撤除： CLR TI 或或CLR RI ANL SCON，#FCH 外部中断请求的撤除外部中断请求的撤除： 负跳变触发：自动复位负跳变触发：自动复位IE0、IE1而由而由硬件自动撤除中断请求硬件自动撤除中断请求。 电平触发：电平触发：CPU不能控制不能控制/

18、INT0、/INT1，需，需外接电路来撤除外接电路来撤除。机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-1235.4.3 中断系统的初始化中断系统的初始化 中断系统初始化步骤如下：中断系统初始化步骤如下： 开相应中断源的中断开相应中断源的中断 设定所用中断源的中断优先级设定所用中断源的中断优先级 若为外部中断，则应规定低电平还是负边沿的中断触发方式。若为外部中断，则应规定低电平还是负边沿的中断触发方式。机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-1245.5 中断程序举例中断程序举例 主程序的起始地址：一般从主程序的起始

19、地址：一般从30H开始。开始。 中断服务程序的入口地址：以中断服务程序的入口地址：以/INT0为例如下图为例如下图.0003H0200HEPROMLJMP中断服中断服务程序务程序.0000H0030HEPROMLJMP主程序主程序机械电子研究所机械电子研究所单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2022-2-125 例例 通过外部中断控制八盏灯循环点亮。通过外部中断控制八盏灯循环点亮。解：通过解：通过P1口扩展八盏灯，在口扩展八盏灯，在 引脚接一个按钮开关到地，引脚接一个按钮开关到地，每按一下按钮就申请一次中断，点亮一盏灯，中断服务则是：每按一下按钮就申请一次中断，点亮一盏灯，中断服务则是：依次点亮八盏灯中的一盏。采用边沿触发。硬件电路如下图依次点亮八盏灯中的一盏。采用