第5章单片机的中断系统

1、2022-3-171单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-1页电子教案第5章 单片机的中断系统中断的概念中断的概念5.1中断控制系统中断控制系统5.2中断处理过程中断处理过程5.3中断的编程及应用举例中断的编程及应用举例5.42022-3-172单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-2页电子教案日常生活的中断现象举例某人正在看报某人正在看报电话铃响了电话铃响了去接电话去接电话继续接电话继续接电话继续看报继续看报跑向厨房跑向厨房关煤气、灌开水关煤气、灌开水水开了水开了中断中断是指在突发事件到来时先中止当前正在进行的工作，转而去处

2、理突发事件。待处理完成后，再返回到原先被中止的工作处，继续进行随后的工作。5.1 中断的概念中断的概念2022-3-173单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-3页电子教案中断响应过程中断响应过程：由中断管理系统处理突发事件的过程；中断源中断源：中断管理系统能够处理的突发事件;中断请求中断请求：中断源向CPU提出的处理请求;中断函数中断函数：针对中断源和中断请求提供的服务函数;中断嵌套中断嵌套：在中断服务过程中执行更高级别的中断服务。中断的一般概念2022-3-174单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-4页电子教案中断过程与

3、调用一般函数过程的相似性相似性: 两者都需要保护断点，都可实现多级嵌套等。中断过程与调用一般函数过程的差异性差异性:1、前者是程序设计者事先安排的（断点是明确的），而后者却是系统根据工作环境随机决定的（断点则是随机的）。2、主函数与调用函数之间具有主从关系，而主函数与中断函数之间则是平行关系；3、一般函数调用是纯粹软件处理过程，而中断函数调用却是需要软、硬件配合才能完成的过程。2022-3-175单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-5页电子教案1、分时操作：CPU可以使多个外设同时工作，并分时为各外设提供服务，从而大大提高了CPU的利用率和输入/输出的速度。

4、2、实时处理：当计算机用于实时控制时，请求CPU提供服务是随机发生的。有了中断系统，CPU就可以立即响应并加以处理。3、故障处理：当计算机运行中出现如电源断电、存储器校验出错、运算溢出等错误时，CPU可及时转去执行故障处理程序，而不会死机。 中断实现的功能： 2022-3-176单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-6页电子教案实例1 单片机开关状态检测要求：若有按键压下D1 状态反转。常规办法中断办法2022-3-177单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-7页电子教案运行效果2022-3-178单片机原理及应用单片机原理及

5、应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-8页电子教案问题：1、主函数中没有调用中断函数，为何能自动执行？2、主函数中的变量赋值语句的作用？3、这种程序结构的意义？答案答案：1、当P3.2端口有脉冲下降沿出现时系统自动调用该中断函数；2、实现中断功能的管理命令；3、可实现多任务实时操作功能。2022-3-179单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-9页电子教案1、中断源、中断源（哪些信号可以引起单片机中断？）中断源数量和种类越多，MCU处理突发事件的能力就越强。80C51单片机共有5种中断源。外部中断内部中断5.2 中断控制系统中断控制系统2022-3-17

6、10单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-10页电子教案 80C51 80C51中断系统的结构中断系统的结构5 5个中断源、个中断源、2 2个优先级个优先级2022-3-1711单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-11页电子教案中断向量位于ROM内的中断程序入口地址汇编程序 跳转指令 跳转指令 跳转指令 跳转指令 跳转指令0000H0003H000BH0013H001BH0030H主程序首指令主程序首指令0INT1INT2022-3-1712单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-12页电子教

7、案中断号与中断向量对应的编号C51程序 0INT2022-3-1713单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-13页电子教案80C51的中断源一览表2022-3-1714单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-14页电子教案2、中断请求标志、中断请求标志（单片机如何知道中断信号出现了？）当中断信号出现时，单片机中的某些位寄存器（中断请求标志位）可被硬件置1。CPU通过定期查看中断请求标志位是否为1，便可知道有无中断请求。 2022-3-1715单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-15页电子教案中

8、断请求标志的工作原理 1INT1、外部中断源（ 和 ）0INT逻辑开关IT0和IT1选择外部中断源的触发信号： ITx=0电平触发（低电平经非门IEx置1） ITx=1脉冲触发（负脉冲经施密特触发器IEx置1)P3.3P3.22022-3-1716单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-16页电子教案2、内部中断源（T0和T1）当T0或T1被充满溢出向位寄存器TF0、 TF1“进位” 置1的效果（第6章）2022-3-1717单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-17页电子教案3、内部中断源（TX和RX）（发送SUBF中的数据输

9、出门TXD引脚）/发送控制器位寄存器TI置1；（RXD引脚的数据移位寄存器接收SBUF）/接收控制器位寄存器RI置1。RXTX（第7章）2022-3-1718单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-18页电子教案80C51的中断请求标志一览表2022-3-1719单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-19页电子教案中断系统的组成中断系统的组成（影响中断的因素？）中断信号的传送是分别沿着5条水平路径由左向右进行的 其中，TCON、SCON、IE、IP是相关SFR。P3.3P3.22022-3-1720单片机原理及应用单片机原理及应

10、用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-20页电子教案 80C51 80C51中断系统的结构中断系统的结构5 5个中断源、个中断源、2 2个优先级个优先级2022-3-1721单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-21页电子教案1、TCON寄存器寄存器定时/计数器的控制寄存器（Timer/Counter Control Register），字节地址为88H，可位寻址。 T1的中的中断请求断请求标志标志T0的中的中断请求断请求标志标志INT1的的中断请中断请求标志求标志INT0的的中断请中断请求标志求标志INT1的的中断触中断触发信号发信号选择选择INT0的的

11、中断触中断触发信号发信号选择选择与中断无关第6 章介绍与中断无关第 6 章介绍51单片机复位后，TCON初值为0，即默认为无上述4个中断请求、电平触发外部中断方式。 =1，有中断请求，有中断请求=0，无中断请求，无中断请求=1，脉冲触发，脉冲触发=0，电平触发，电平触发2022-3-1722单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-22页电子教案v 触发方式设置及中断标志触发方式设置及中断标志 76543210TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0字节地址：字节地址：88H 电平方式（电平方式（ITx=0ITx=0），），INTxINTx引脚引脚

12、低电平低电平时时IEx=1IEx=1，响应中响应中断后断后IExIEx不自动清不自动清0 0（INTxINTx引脚状态）。引脚状态）。 边沿方式（边沿方式（ITx=1ITx=1），），INTxINTx引脚引脚负跳变负跳变时时IEx=1IEx=1，响应中响应中断后断后IExIEx自动清自动清0 0。 外部中断标志外部中断标志IE1IE1、IE0IE0（用（用IExIEx表示）表示） 溢出中断标志溢出中断标志TF1TF1、TF0TF0（用（用TFxTFx表示）表示） 溢出中断请求标志溢出中断请求标志TFxTFx ，TxTx启动后就开始由初值进行加启动后就开始由初值进行加1 1计数，直至最高位产生溢

13、出使计数，直至最高位产生溢出使TFx=1TFx=1向向CPUCPU请求中断。请求中断。CPUCPU响应中断后响应中断后TFxTFx自动清自动清0 0。 2022-3-1723单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-23页电子教案2、SCON寄存器寄存器 串口控制寄存器(Serial control register)，字节地址为98H，可位寻址。 TX的的中断请中断请求标志求标志RX的的中断请中断请求标志求标志TI和RI虽然是2个中断请求标志位，但在SCON之后经或门电路合成为1个信息，统一接受中断管理。 =1，有中断请求，有中断请求=0，无中断请求，无中断请求

14、2022-3-1724单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-24页电子教案v SCONSCON的中断标志的中断标志76543210SCONTIRI字节地址：字节地址：98HRIRI：串口：串口接收接收中断标志，响应中断时中断标志，响应中断时不能自动清除不能自动清除 TITI：串口：串口发送发送中断标志，响应中断时中断标志，响应中断时不能自动清除不能自动清除 2022-3-1725单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-25页电子教案中断允许寄存器（Interrupt Enable Register），字节地址为A8H，可位寻址。

15、 单片机复位后，IE的初值为0，即默认为整体禁止中断。 3、IE寄存器寄存器 T0的中的中断允许断允许标志标志INT0的的中断允中断允许标志许标志INT1的的中断允中断允许标志许标志T1的中的中断允许断允许标志标志TX/RX的中的中断允许断允许标志标志总中断允总中断允许标志许标志=1，允许中断，允许中断=0，禁止中断，禁止中断2022-3-1726单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-26页电子教案80C5180C51中断的控制中断的控制v 中断允许控制中断允许控制中断源的开放和屏蔽由中断源的开放和屏蔽由IEIE控制（控制（1 1，开放；，开放；0 0，禁止，

16、禁止） 76543210IEEAESET1EX1ET0EX0字节地址：字节地址：A8H EX0:外中断外中断0允许允许 ET0:T0中断允许中断允许 EX1:外中断外中断1 1允许允许 ET1:T1中断允许中断允许 ES :串口中断允许串口中断允许 EA :CPU中断允许中断允许 2022-3-1727单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-27页电子教案51单片机复位后，IP初值为0，即默认为全部低优先级中断。4、IP 寄存器寄存器中断优先级寄存器（Interrupt Priority Registers），字节地址为B8H，可位寻址。 T0的中的中断优先断优

17、先级标志级标志INT0的的中断优中断优先级标先级标志志INT1的的中断优中断优先级标先级标志志T1的中的中断优先断优先级标志级标志TX/RX的中的中断优先断优先级标志级标志=1，高优先级，高优先级=0，低优先级，低优先级2022-3-1728单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-28页电子教案v 中断优先级控制中断优先级控制中断优先级由中断优先级由IPIP控制（控制（1 1，高级；，高级；0 0，低级，低级） 76543210IPPSPT1PX1PT0PX0字节地址：字节地址：B8H PX0:外中断外中断0优先级优先级 PT0:T0中断中断优先级优先级 PX1

18、:外外中断中断1 1优先级优先级 PT1:T1中断中断优先级优先级 PS :串口中断串口中断优先级优先级同一优先级的自然顺序：同一优先级的自然顺序：自高至低：自高至低：INT0INT0、TOTO、INT1INT1、T1T1、串口。、串口。2022-3-1729单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-29页电子教案当多个同级中断源同时提出中断请求时，CPU将优先响应自然优先级自然优先级高的中断请求。2022-3-1730单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-30页电子教案优先级原则小结：1）高级中断请求可以打断正在执行的低级中断；

19、2）同级或低级中断请求不能打断正在执行的中断；3）同级中断源同时提出请求时按自然优先级响应： INT0 T0 INT1T1TI/RI4）单片机复位时，IP各位都被置0， 所有中断源为低级中断2022-3-1731单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-31页电子教案中断嵌套的实例演示功能：功能：LED0的显示为主函数功能；K0产生INT0中断请求，调用LED1显示功能；K1产生INT1中断请求，调用LED2显示功能；设置INT1为高级中断，INT0为低级中断；高级中断运行时，若有低级中断请求，则D1点亮；高级中断结束后，低级中断才能运行。2022-3-1732单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-32页电子教案中断嵌套实例的仿真运行2022-3-1733单片机原理及应用单片机原理及应用山东交通学院信息科学与电气工程学院第1-33页电子教案中断标志汇总中断标志汇总中断源名称 中断请求标志 中断允许标志 中断优先标