《单片机原理与技术》课件第7章-中断

第7章中断

80C51中的中断结构7.3

最简单且的中断情况

7.2引言7.1中断处理中需要考虑的一些问题7.47.1引言

7.1.1为什么要用中断中断的出现，会带来以下好处。（1）同步操作有了中断功能，就可以使CPU和外设同时工作。

（2）实现实时处理当计算机用于实时控制时，中断是一个十分重要的功能。现场的各个参数、信息，根据需要，可在任何时间发出中断请求，要求CPU处理；CPU一旦接收到中断请求，就可以马上响应（若中断是开放的话），加以处理。这样的及时处理在查询的工作方式下是做不到的。

（3）故障处理计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况或出现一些故障，如电源掉电、存储出错、运算溢出等。计算机可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。

7.1.2中断源通常中断源有以下几种。①一般的输入/输出设备，如键盘、行打印机等。②数据通道中断源，如磁盘、磁带等。

③实时时钟。在控制中，常要遇到时间控制，若用前面介绍的用CPU执行一段程序来实现延时的方法，则在这段时间内，CPU不能做别的工作，降低了CPU的利用率。

④故障源。

⑤为调试程序而设置的中断源。

7.1.3中断系统的功能（1）实现中断及返回（2）能实现优先权排队（3）高级中断源能中断低级的中断处理7.2最简单的中断情况

7.2.1CPU响应中断的条件（1）设置中断请求触发器（2）设置中断屏蔽触发器（3）中断是开放的

图7-1设置中断请求的情况

图7-2具有中断屏蔽的接口电路

图7-3中断响应流程图

7.2.2CPU对中断的响应（1）关中断（2）保留断点（3）保护现场

（4）给出中断入口，转入相应的中断服务程序（5）恢复现场（6）开中断与返回

图7-4中断响应、服务及返回流程图7.380C51中的中断结构

7.3.1中断启用

图7-5MCS-51中断源

图7-680C51中的IE（中断启用）寄存器

7.3.2中断优先权

图7-780C51中的IP（中断优先级）寄存器

7.3.3中断如何处理在操作中，所有中断标志在每个机器周期的S5P2期间被采样。在下一个机器周期期间查询采样。若找到一启用的中断的标志已设置，中断系统生成一LCALL至在程序存储器中的适当单元，至中断服务例程的LCALL的生成，由以下3个条件中的任一个阻断：

①相同的或更高优先级的中断已经在处理中；②当前（查询）的周期不是正在处理中的指令执行的最后周期；③在处理中的指令是RETI或任一写至IE或IP寄存器的指令。

图7-880C51中断控制系统

图7-9中断响应时序图

7.3.480C51中与中断相关的寄存器

表7-1 80C51中与中断功能相关的寄存器

1．定时器/计数器控制寄存器TCON位7位6位5位4位3位2位1位0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

IT0：外部中断INT0触发方式选择位。可由用户用软件选择。

IT0=1：设定外部中断引脚信号为下降沿触发方式。

IT1：外部中断INT1触发方式选择位，其功能类似于IT0。

IE0：外部中断INT0触发有效标志位。

IE1：外部中断INT1触发有效标志位，其功能类似于IE0。

2．串行口控制寄存器SCON位7位6位5位4位3位2位1位0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI

RI：串行口接收到一帧数据的中断标志位。

TI：串行口发送完一帧数据的中断标志位。

7.3.5外部中断

80C51有两条外部中断请求引线INT0与INT1。它们能由设置或清除在寄存器TCON中的IT0或IT1位，选择是由电平激活或跳变激活。

若ITx=0，外部中断x由在引脚上检测到低电平时请求中断。若ITx=1，外部中断是跳变触发的。在此方式，若在引脚连续采样，在一个周期显示为高而在下一周期显示为低，在TCON中的中断请求标志IEx设置。然后，标志位IEx请求中断。

7.3.6响应时间与电平反向并在每个机器周期的S5P2锁存至中断标志IE0与IE1。类似地，定时器2标志EXF2和串行端口标志RI与TI在S5P2设置。在下一机器周期前电路不实际查询值。

定时器0与定时器1标志为TF0与TF1，在定时器溢出周期的S5P2设置。然后其值在下一周期由电路查询。然而，定时器2标志TF2是在S2P2设置且在定时器溢出的同一周期内被查询。

若请求有效且响应的条件正确，至请求的服务例程的硬件子例程调用将是下一条要执行的指令。CALL自己需要两个周期。因此，在外部中断请求的激活与服务例程的第一条指令的执行开始之间，至少需要3个完整的机器周期。图7-9所示为中断响应时序。

若请求被前面所列的3个条件之一阻断，将会需要更长的响应时间。若相等的或更高优先级的中断已经在处理中，附加的等待时间明显地取决于其他中断服务例程的性质。

若在处理中的指令不是在最后的周期，附加的等待时间不会大于3个周期，因为最长的指令（MUL与DIV）只是4个周期。

若在处理的指令是RETI，或访问RI或TI，附加的等待时间不会多于5个周期（最多用一个周期完成正在处理中的指令，加上若指令是MUL或DIV完成下一条指令的4周期）。

因此，在单中断系统中，响应时间始终是大于3周期与小于9周期。

7.4中断处理中需要考虑的一些问题

1．中断向量安排

2．中断允许

3．中断请求

4．中断响应一种中断被响应的