单片机原理课件第5章 单片机的中断与定时

第5章单片机的中断与定时

[中断篇]

5.1中断的基本概念5.2MCS-51的中断系统5.3中断应用程序设计5.4中断源扩展中断系统及其应用专心看书中又能愉快地看书了插入书签（中断看书，记下中断位置）开门（执行中断）咚~咚~咚~（中断请求）根据书签找到中断位置继续看书去开门（响应中断）5.1中断的基本概念1.什么是中断？引入中断的益处？

中断（Interrupt）：当CPU正在处理某项事务时，如果内部或外部发生了紧急事件，

CPU暂停正在处理的工作，而去迅速处理紧急事件，待处理完后再回到原来中断的地方继续执行原来被中止的程序。断点中断响应中断服务中断返回主程序在计算机系统中引入中断机制的益处：1）实现分时操作。提高CPU的效率，解决CPU与外设之间速度不匹配的问题；

2）实现实时响应，及时处理随机产生的事件；3）及时处理故障，提高系统可靠性。如处理设备故障，电源突然掉电等问题。

及时处理特殊事件5.1中断的基本概念2.什么是中断源？如何申请中断？

中断源：发出中断请求的设备和电路

中断信号形式：电平信号或边沿信号5.1中断的基本概念3.中断响应？中断服务程序？4.什么是中断嵌套？什么是中断优先？5.什么是中断等待？什么是中断丢失？断点中断响应中断服务中断返回主程序5.1中断的基本概念5.1中断的基本概念5.2MCS-51的中断系统5.3中断应用程序设计5.4中断源扩展5.2.1MCS-51单片机中断系统的结构外部中断(2个)：外部中断0和外部中断1定时/计数器中断(2个)串行口中断(1个)通过SFR进行中断控制两级中断优先级，可以形成嵌套中断标志位5.2MCS-51中断系统CPU在每个机器周期的S5P2对/INTx引脚进行查询，并对IEx的状态进行刷新。一、概述

中断源：5个

优先级别：2级二、中断控制寄存器（SFR）TCON：

存放中断标志（IE0,IE1,TF0,TF1），

选择外部中断信号触发类型（IT0，IT1）SCON：

存放中断标志TI、RIIE：

中断允许寄存器，决定CPU是否屏蔽中断申请。IP：

中断优先级别寄存器，设定中断的优先级别。5.2MCS-51中断系统外部中断触发方式如何选择？

触发方式分为：电平和边沿两种，由ITx（IT0，IT1）控制。如何开放和禁止中断？

由IE控制。如何设置中断的优先级？（同级优先、不同级优先）

由IP控制。如何知道存在中断申请？有哪些中断标志位？

CPU定时查询中断标志的状态，若标志为1，表示有中断。

中断标志包括：IE0，IE1，TF0，TF1，TI，RI中断标志何时会被自动清零？

一般情况下：CPU完成中断响应，开始执行中断服务程序以前会清除对应的中断标志。

特殊情况是：CPU不会自动清除RI，TI标志，因为他们共用一个中断矢量入口。5.2MCS-51中断系统TCON:TimerController5.2MCS-51中断系统SCON:Serialportcontroller5.2MCS-51中断系统IP:Interruptpriority5.2MCS-51中断系统同级优先级别定义：5.2MCS-51中断系统IE：Interruptenable5.2MCS-51中断系统1）上电复位时中断系统的初始工作状态是怎样的？2）上电复位时/INT0、/INT1为哪种触发方式？3）上电复位时优先级别最高的是谁？最低的是谁？4）中断是开放的？还是禁止的？5）如何使RX/TX的优先级别高于其它中断？5.2MCS-51中断系统5.2MCS-51中断系统三、中断矢量入口地址

P22中断矢量入口地址：与中断源绑定，不可改变。矢量入口地址间隔：8字节5.2MCS-51中断系统四、中断响应条件和时间

P.108-109CPU响应中断的3个基本条件是什么？在哪3种情况下CPU会拖延对中断申请的响应？中断响应的任务是什么？CPU响应中断需要多长时间？5.2MCS-51中断系统1.中断响应条件

基本条件1）存在中断申请2）CPU开放总中断，即EA=13）对应中断源中断开放

阻断CPU迅速响应中断的三种情况：1）当前指令未执行完；2）正在执行同级或高级中断；3）当前指令为RETI，或访问IE、IP的指令。5.2MCS-51中断系统可以理解为：1）当前指令执行完后，CPU才会响应中断；2）同级中断不能打断同级中断；低级中断不能打断高级中断；但高级中断可以打断低级中断。3)当前指令是RETI，或访问IE、IP的指令时，不仅仅当前指令要执行完才能响应中断，而且还要外带执行一条指令。5.2MCS-51中断系统中断响应的任务1）置位对应的优先级状态触发器，

表明CPU进入中断服务状态，开始执行中断服务程序。2）中断系统硬件生成LCALL，控制PC跳转到中断入口。3）清除中断标志（除RI、TI以外，即不会清除RI和TI标志）。3.中断响应时间

中断响应时间：指CPU查询到有效中断标志后，PC转移到矢量入口的时间。SeeAlso2-index80C51_FAM_HARDWARE_1P.17C3C4C5C6C7C8C9RETIC1MULLCALL查询到中断标志C2一般情况下中断响应时间为3－8cycles五、CPU对外部中断申请信号的要求高电平和低电平的持续时间不可短于一个机器周期！

5.2MCS-51中断系统5.1中断的基本概念5.2MCS-51的中断系统5.3中断应用程序设计5.4中断源扩展5.3中断应用程序设计1.中断结构初始化：选择触发方式、开放中断

理解以下指令的作用：

MOVSP,#40H；设置堆栈指针

SETBIT0；设外部中断0为负跳变触发方式SETBEX0；允许外部中断0中断SETBEA

；

开放CPU中断ISR：InterruptServiceRoutine，中断服务程序2.中断服务程序设计例：外部中断的应用

ctupdn.asm利用外部中断0、1设计一个加1、减1计数器要求：按动开关K1实现加1计数；按动K2实现减1计数硬件连线：/INT0(P3.2引脚)/INT1(P3.3引脚)5.3中断应用程序设计主流程：/INT0中断服务流程：/INT1中断服务流程：5.3中断应用程序设计注意：1.中断矢量入口的处理方法2.中断程序调试方法3.中断标志的变化过程4.RETI与RET的区别讨论：

1.执行中断服务流程需要多长时间？2.在开关拨动过程中能够正常计数吗？3.如何避免重复中断？5.3中断应用程序设计1）电平触发方式下如何避免重复中断?有哪些方法？2）在电平触发方式下中断会丢失吗?3）在边沿触发方式下应注意什么问题？5.3中断应用程序设计按键抖动问题：5.3中断应用程序设计解决方案----电平触发方式下避免重复中断的方法（

参见教材胡乾斌----P145-147）方法一：

在中断服务程序中通过P1.0端口输出负脉冲，撤销外部设备发出的中断申请。5.3中断应用程序设计方法二：利用RS触发器消除抖动（硬件消抖）5.3中断应用程序设计5.3中断应用程序设计例题5.1：银行玻璃门的自动开启控制基本原理：利用按键模拟有人靠近玻璃门，产生脉冲，并向MCU发出中断申请。由P1.0输出低电平模拟开门操作。由P1.2输出负脉冲清除中断申请。5.3中断应用程序设计5.3中断应用程序设计5.1中断的基本概念5.2MCS-51的中断系统5.3中断应用程序设计5.4中断源扩展

中断源的扩展方法：利用中断与查询相结合的方法利用（片上）定时/计数器扩展外部中断5.4中断源扩展

问题只有2个外部中断源，不能满足有多个外部中断申请的情况。也就是说当有2个以上中断源时，它的中断输入端就不够了。扩展方法：可以采用中断与查询相结合的方法来实现。？如何解决5.4中断源扩展设计思想：多个中断源共用一个中断矢量入口，在ISR中，利用软件逐个查询。INT0INT1P1.3P1.2P1.1P1.0+5VIR1IR2IR3IR4OC门通过门电路产生一个中断请求信号送给/INT1。多个中断源输入线连接到P1口，CPU在中断服务程序中查询识别5.3.2中断扩展采用了OC门构成的线与结构？如何解决查询法：有多个外部中断请求源时，按轻重缓急程度进行排队，最高优先级的中断源直接输入到/INT0，其余的中断源用查询法扩展连接到/INT1。问题：MCS-51单片机只有两个优先级,遇到有多个外部中断怎么办？进入中断处理程序后，通过I/O口来查询识别中断源，程序查询的次序由中断源的轻重缓急来决定。5.3.2中断扩展INT0INT1P1.3P1.2P1.1P1.0+5VIR1IR2IR3IR4OC门IR0最高优先级的中断源直接输入到/INT0IR1，IR2，IR3，IR4公用/INT1

5.3.2中断扩展ORG0013HLJMPINT1......INT1: PUSHPSWPUSHACCJBP1.0,IR1JBP1.1,IR2JBP1.2,IR3JBP1.3,IR4GOBACK: POPACCPOPPSWRETIIR1:;

INT1中断服务程序

......

AJMPGOBACKIR2:;INT2中断服务程序...... AJMPGOBACKIR3:;INT3中断服务程序

......

AJMPGOBACKIR4:;INT4中断服务程序

......

AJMPGOBACK中断入口地址排队查询执行中断程序中断返回5.3.2中断扩展1）中断申请电平高有效，还是低有效？2）如何判断IR1-IR4的中断优先级别？3）若使IR4的优先级别高于IR1应如何修改程序？1.中断的基本概念中断、中断源、中断优先、中断响应、中断服务、中断返回本章小结执行主程序继续执行主程序断点中断请求中断响应执行中断处理程序中断返回RETI主程序外部中断(2个)：外部中断0和外部中断1定时/计数器中断(2个)：定时/计数器中断0和定时/计数器中断1串行口中断(1个)通过SFR进行中断控制两级中断优先级，可以形成嵌套中断标志位2MCS-51单片机中断系统结构本章小结51单片机的中断源、中断优先级别与中断结构相关的SFR与外部中断相关的信息：

中断标志位：IE0，IE1

外部中断类型选择位：IT0、IT1

中断允许：EA