单片机应用技术-(--C语言版)第6章-中断系统课件.ppt

1、单片机应用技术 （C语言版）第6章 中断系统第6章 MCS-51单片机中断系统目 录6.1 中断的概述 6.2 中断系统结构6.3 中断控制系统6.4 中断处理过程6.5 C51中断程序设计1、中断的概念CPU正常运行，发生异常情况或特殊请求，暂时中断当前程序，处理发生的事件，处理完后，再返回继续运行。此过程称为中断。6.1 中断的相关概念 2、中断源 引起CPU中断的设备和事件就是中断源。（1）外部设备中断源（打印机和键盘）（2）控制对象中断源（被控对象：电压、电流等）（3）故障中断源（掉电中断）（4）定时器中断源（定时器溢出） 3、中断请求 中断源向CPU发出的请求处理信号，即中断请求或中

2、断申请。 4、中断响应 CPU暂时中止正在处理的事情，转去处理突发事件的过程，称为中断响应。 包括：中断优先级、断点保护等5、其他概念中断系统：实现中断功能的部件，又称中断机构。中断服务程序：CPU响应中断后，处理中断事件的程序。断点：CPU响应中断请求，转去执行中断服务程序时的PC值，即为断点地址。中断返回：CPU执行完中断服务程序后回到断点的过程。 6、中断的功能 中断是计算机的一项重要技术，计算机引入中断后，大大提高了它的工作效率和处理问题的灵活性，主要功能有以下几个方面。使CPU与外设同步工作 （多个外设，减少等待时间）实现实时处理 （中断条件满足）故障及时处理 （通过中断通知CPU）

3、 中断系统构成：基本型单片机主要提供5个中断源，2个中断优先级。 特殊功能寄存器主要用于：控制中断的开放和关闭、保存中断信息、设置中断的优先级别。MCS-51增强型单片机的中断结构如图5-2所示。6.2 中断系统的结构 1、增强型单片机的中断系统结构2、 MCS-51的中断源 MCS-51基本型中断系统主要是对5个中断源进行管理，依次为：外部中断0外部中断1定时器/计数器T0溢出中断定时器/计数器T1溢出中断串行口中断 CPU主要是通过请求标志寄存器(TCON、SCON)、中断允许寄存器（IE）、优先级寄存器(IP)对中断源进行管理。1、 T0、T1及外中断的控制寄存器TCON TCON格式如

4、下：TCON(88H)D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0 定时器控制寄存器 TCON可位寻址。复位后TCON=00H。6.3 中断控制系统IT0：外中断0触发方式设置位IT0=0，外中断0为低电平触发 IT0=1，外中断0为下降沿触发IT1：外中断1触发方式控制位。 功能同IT0。IE1：外中断1中断请求标志位外部中断1引脚有请求信号置1；IE1的清0方式问题：与外中断的触发方式有关（1）低电平触发，则P3.3引脚为高电平自动对IE1清0；（2）下降沿触发，则CPU响应中断由硬件自动对IE1清0。IE0：外部中断0中断请求标志位功能同IE1。外中断

5、触发方式的选择（P119）1、电平触发。适合于外部中断输入为低电平，且中断服务程序能清除外部中断请求源。2、跳变触发（下降沿触发）。适合于以负脉冲形式输入的外部中断请求，这种触发方式可靠性高，不宜连续被中断响应。TF1（TCON.7）:T1溢出标志位当T1计满溢出时，由内部硬件置位；中断响应后自动清0。TF0:T0溢出标志位 功能同TF1。 TR0:定时/计数器T0允许（启/停）控制位 TR0=1，定时器T0立即开始计数； TR0=0，定时器T0立即停止计数； TR1作用同TR0。 TR0和TR1状态可由用户通过程序设定。2、串行口控制寄存器SCON 字节地址98H。可以位寻址， 格式如下：T

6、I（SCON1）：串行口发送中断标志。 串行口发送完一帧，由硬件置位。响应中断后，必须用软件清0。例如： TI=0;RI（SCON0）：串行口接收中断标志。SCON(98H)D7D6D5D4D3D2D1D0TIRI串行口控制寄存器 串行口接收完一帧，由硬件置位。响应中断后，必须用软件清0。例如： RI=0；复位后，SCON=00H3、中断允许寄存器IE可以位寻址，其格式如图所示：单片机复位后，IE=00HIE(A8H)D7D6D5D4D3D2D1D0EAESET1EX1ET0EX0中断允许寄存器 MCS-51中断的开放和关闭是通过IE进行两级控制的。 两级控制：中断允许总控制位EA，各中断源的

7、中断允许控制位例 假设允许T0中断，试设置IE的值。解：（1）用C语言字节操作：IE=0 x82；（2）用C语言位操作指令EA=1；/开总中断控制 ET0=1；/允许定时/计数器0中断IE(A8H)D7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX0中断允许寄存器 两级控制4、中断优先级控制寄存器IP MCS-51单片机有5个中断源，每个中断源有两级优先级控制：高优先级和低优先级， 以便CPU对所有的中断实现两级中断嵌套。 对 IP设置可让中断源处于不同的优先级。其格式如下图所示。( 不能位寻址)IP(B8H)D7D6D5D4D3D2D1D0PSPT1PX1PT0PX0中断优

8、先级控制寄存器 IP复位后为00H。即所有中断源均为低优先级。中断优先级同级顺序中断源同级优先级顺序外部中断0定时器/计数器0外部中断1定时器/计数器1串行口中断最 高 最 低中断优先级规则：（1）对同时发生多个中断申请 不同优先级的中断同时申请：先高后低 相同优先级的中断同时申请：按序执行（2）不同时发生多个中断申请 正处理低优先级中断又接到高级别中断：高打断低 正处理高优先级中断又接到低级别中断：高不理低中断嵌套注：51单片机只可实现两级中断嵌套思考：当系统正在处理定时器0中断的过程中，定时器1和外部中断0有中断请求，描述CPU的中断处理过程？中断优先级同级顺序中断源同级优先级顺序外部中断

9、0定时器/计数器0外部中断1定时器/计数器1串行口中断最 高 最 低例 设定时器和串行口中断为高优先级，两个外部中断为低优先级，试设置IP的值。解：C语言程序 IP=0 x1a；IP(B8H)D7D6D5D4D3D2D1D0PSPT1PX1PT0PX0中断优先级控制寄存器 6.4 中断处理过程一、中断响应条件（1）中断源有中断请求；（2）中断总允许位EA=1；（3）发出中断请求的中断源的中断允许控制位为1。在满足以上条件的基础上，若有下列任何一种情况存在，不能响应中断。 （1）CPU正在执行一个同级或高优先级的中断服务程序；（2）正在执行的指令尚未执行完；（3）正在执行中断返回指令RETI或者

10、对寄存器IE、IP进行读/写的指令。 CPU在执行完上述指令之后，才能响应中断请求。二、中断响应过程 从中断请求发生直到被响应，准备去执行中断服务程序，此过程即中断响应过程。中断响应过程的操作步骤：优先级查询,将相应的优先级状态触发器置1，以阻止后来同级或低级中断源的中断请求；清除可清除的中断请求标志位硬件自动生成长调用指令LCALL addr16（中断程序入口地址）。 PC的内容（即断点地址）压入堆栈。先低位地址，后高位地址，并修改堆栈指针SP。 将中断源的中断入口地址装入程序计数器PC，准备执行中断服务程序。三、中断响应的时间 中断响应时间：从中断请求标志位置位到CPU开始执行中断服务程序

11、的第一条指令所需的时间。 一般来说，中断的响应时间最短为3个机器周期，最长为8个机器周期。 四、 中断处理和返回过程1、中断处理过程 当CPU响应中断后，做中断处理。首先获得中断服务程序的入口地址。 其次：执行中断服务程序。中断源 中断入口外部中断0 0003H 定时器/计数器0 000BH外部中断1 0013H 定时器/计数器1 001BH 串行口0023H定时器/计数器2 002BH2、中断返回使用RETI指令 RETI指令包含两个功能：首先将相应的优先级状态触发器清0，以开放同级别中断源的中断请求；其次，从堆栈区把断点地址弹出给程序计数器PC。注意：不能用RET指令代替RETI指令。因为

12、RET没有优先级状态触发器清0功能。C51编程时，编译器自动加上返回值类型 函数名 interrupt n using m 编号 n所代表的中断源0外部中断01定时/计数器02外部中断13定时/计数器14串口void Int0(void) interrupt 0m：工作寄存器采用的组号省略为 using 0 C51中断程序设计格式： 6.6 C51中断程序设计 C51处理中断程序设计 INT0 P1.05V5V#include sbit P1_0=P10;void main(void) /主程序 IT0=1; /负跳变触发中断 EA=1; /开总允许中断 EX0=1; /开INT0中断 while(1); /等待下一次中断 void Int0(void) int