51单片机第五章知识讲解

第五章

中断系统§5.1中断概述

中断是指CPU对系统或系统外发生的某个事件的一种响应过程，即CPU暂时停止现行程序的执行，而自动转去执行预先安排好的处理该事件的服务子程序，处理结束后再返回被暂停处继续执行原来的程序。实现这种中断功能的硬件系统和软件系统统统称为中断系统。引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。

分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务，提高了计算机的利用率；实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件，系统的实时性大大增强；可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能力，从而使系统可靠性提高。优点：中断系统应考虑的基本问题：①中断源：中断请求信号的来源。②中断响应与返回：CPU响应中断后转去执行特定中断服务程序及执行完毕后返回原执行的程序。③优先级控制：多个中断提出请求时，CPU响应的次序。

§5.2AT89C51中断系统5.2.1中断源及中断系统构成

51子系列提供5个中断源，具有两个优先级，可形成中断嵌套。/INT0：外部中断0，P3.2口，低电平或下降沿触发。/INT1：外部中断1，P3.3口，低电平或下降沿触发。T0：定时／计数器0中断，T0回零溢出触发TF0标志。T1：定时／计数器1中断，T1回零溢出触发TF1标志。TI／RI：串行I/O中断，串行口完成一帧数据发送／接收后触发。

80C51的中断系统有5个中断源，2个优先级，可实现二级中断嵌套。5.2.2中断标志与中断控制

1、中断锁存寄存器TCON：TCON也为定时／计数器的控制寄存器，锁存锁存标志。字节地址88H。

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

1、中断锁存寄存器TCON：TF1：T1溢出中断标志TF0：T0溢出中断标志1－有中断请求IE1：INT1中断请求标志0－无中断请求 IE0：INT0中断请求标志

IT1：INT1触发控制位 1－下降沿触发IT0：INT0触发控制位 0－低电平触发2、串行口控制寄存器SCON：TI，串行口发送中断标志位。当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。RI，串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。同样，RI必须由软件清除。3、中断允许寄存器IE：EA:总中断控制位ES：串行口中断控制位ET1：T1中断控制位EX1：INT1中断控制位ET0：T0中断控制位EX0：INT0中断控制位以上各位：1－允许中断；0－禁止中断。

用于打开或关断各中断源，字节地址A8H。

4、中断优先级寄存器IP：PS：串行口中断优先级控制位PT1：T1中断优先级控制位PX1：INT1中断优先级控制位PT0：T0中断优先级控制位PX0：INT0中断优先级控制位以上各位：1－高优先级；0－低优先级。

用于设定各中断源的优先级，字节地址B8H。

中断基本规则：①任一种中断，不能被同级或低级中断所中断；②高级中断能打断低级中断（中断嵌套）；③若同时有几个同级中断源提出申请，CPU响应的顺序为（查询）：INT0（高）→T0→INT1→T1→RI／TI（最低）

5.2.3中断响应过程

：一、中断响应条件中断源有中断请求；此中断源的中断允许位为1；

CPU开中断（即EA=1）。同时满足时，CPU才有可能响应中断。一、中断响应条件CPU收到中断请求，除下列条件外，则下一机器周期会响应中断：①正在进行同级或高级中断处理;②正在执行的指令还未执行完;③正在执行中断返回指令(RETI)或在读写IE、IP时。执行这些指令后至少再执行一条指令才会响应中断。二、中断响应时间

：一般情况下：

中断请求响应中断

（3～8个机器周期）三、中断响应过程：响应中断 ↓自动清除中断请求标志（IE0、IE1、TF0、TF1，但RI/TI需由软件清） ↓保留断点（当前PC值入栈） ↓中断入口地址→PC ↓执行中断服务程序 ↓中断返回（RETI） ↓恢复断点（原PC值出栈）四、中断入口地址：0003H：外部中断0服务程序入口（INT0）000BH：定时器0中断服务程序入口（T0）0013H：外部中断1服务程序入口（INT1）001BH：定时器1中断服务程序入口（T1）0023H：串行口中断服务程序入口

§5.3

中断系统的应用AT89C51中断功能的应用主要包括两方面的内容：一是各中断源的合理运用和相应硬件电路的设计，二是初始化程序和中断服务程序的编写。下面通过几个应用举例加以理解。[例]利用外中断实现程序的单步执行。

AT89C51内部有4KB字节的Flash存储器，用户编写好的程序用简单的程序写入器很容易写入和擦除，在没有开发系统的条件下，利用外中断实现程序的单步运行为用户调试程序带来一定的方便。外中断/INT0设为电平触发方式，中断服务程序为：ORG0003HJNBP3.2,$JBP3.2,$RETI原理：当CPU正在处理某中断时，不能响应同级别中断，且在执行RETI返回指令后，还必须多执行一条指令才能响应新的中断。[例]外部中断源示例

图为采用外部中断源的数据采集系统示意图．将P1口设置程数据输入口，外围设备每准备好一个数据时，发出一个选通信号（正脉冲），使D触发器Q端置１，经/Q端向/INT0送入一个低电平中断请求信号。在响应中断后，要撤除/INT0的低电平，否则将再次引发中断，电路中采用P3.0线与D触发器复位端相连，通过在中断服务程序中，由P3.0输出一个负脉冲，使D触发器复位，/INT0无效。

ORG0000HSTART：LJMPMAIN；跳转到主程序ORG0003HLJMPINTO；转向中断服务程序ORG0030H；主程序MAIN：CLRIT0；设为电平触发方式SETBEA；CPU开放中断SETBEX0；允许中断MOVDPTR，#1000H；设置数据区地址指针…

ORG0200H；中断服务程序INT0：PUSHPSW；保护现场PUSHACCCLRP3.0；由P3.0输出0NOPNOPSETBP3.0；由P3.0输出1，撤除MOVA，P1；输入数据MOVX@DPTR，A；存入数据存储器INCDPTR；修改数据指针，指向下一个单元……POPACC；恢复现场POPPSWRETI；中断返回

[例]扩展外部中断源：在变频调速器中都设有过流(OC)、过压(OV)、欠压(UV)、过热(OH)这四种故障保护，当任一故障发生时，都要立刻停机处理，避免故障范围扩大。这种情况必须采用中断方式，使单片机立刻响应中断处理。试设计其硬件电路和软件程序。

根据要求，四个故障相当四个中断源，可利用中断查询方法，将四个中断源归结为一个中断请求，同时四个故障信号引到P1口的四个输入端，然后在中断程序中查询P1口，确定是哪一个故障申请的中断。电路如图5-8所示。一旦发生故障，单片机必须响应中断，因此，该中断必须设置成最高级中断。在中断程序中可以显示故障信息。图5-8扩展4个外中断源电路主程序和中断服务程序如下：ORG 0000HLJMP ZCX1 ；转主程序ORG 0013HLJMP INT1 ；转中断程序ORG 0100HZCX1：MOVSP，#30H；置堆栈指针MOVIP，#04H ；设为最高级CLR IT1；设为电平触发SETBEA ；开中断SETBEX1ZCX2：其他处理程序…… AJMPZCX2

ORG0200HINT1：PUSHPSW；中断服务程序PUSHACCJBP1.0，XI1；P1.0为1，转OC中断服务程序JBP1.1，XI2；P1.1为1，转OV中断服务程序JBP1.2，XI3；P1.2为1，转UV中断服务程序JBP1.3，XI4；P1.3为1，转OH中断服务程序INRET：POPACCPOPPSWRETIXI1：AJMPOCXI2：AJMPOVXI3：AJMPUVXI4：AJMPOH