chap5-外设与接口.ppt

1、第五章 外设与接口,5.1 中断系统 5.2 定时器/比较器 5.3 AD/DA转换 5.4 异步串行通信 5.5 人机接口,主要内容： 中断源 中断方式 中断控制寄存器 中断响应 中断请求的撤除,5.1 中断系统,1 微机的输入/输出方式,在信息处理的过程中，微机经常要与外部设备交换信息，称为输入（读外设）与输出（写外设）。信息的传送方式有以下几种： 一无条件传送方式： 外设在任何时刻均处于“准备好”的状态，CPU可随时用指令读写外设。 例1 从PB端口输入8个开关S0S7的状态： LDA $02 例2 用PB端口控制8个LED灯的点亮（低电平点亮）。 LDA $OF STA$02 ；点亮高

2、4位LED,外设用一位“状态信息”表明其是否处于“准备好”状态，CPU每次访问外设时必须先读入状态信息（查询），确认“准备好”之后，才能对其进行读写,二查询传送方式（条件传送方式）,例1输入8位AD转换器的转换结果，设AD的数据线接到PB口，“转换结束”信号接到PA5（1表示转换结束），“启动AD”信号接到PA4（从01为启动）,查询式传送的优点：通用性强，硬件结构简单。 缺点：查询时占用CPU，效率低。,三直接存贮器存取（DMA）方式,大批量数据传送（如硬盘与RAM之间） 外设速度很高（如高速AD）,专用DMA控制器“接管”总线， CPU“让出”总线控制权（AB、DB、CB均为高阻状态），控

3、制外设与存贮器之间直接传送数据（不通过CPU，无需指令）,四中断传送方式：,执行主程序,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,申请中断：外设准备好数据传送时，用一个信号“通知” CPU 中断响应：CPU 接到此信号后，若满足一定的条件，则暂时“中断”当前程序的执行 中断服务：CPU转向为外设服务的子程序 中断返回：中断服务完毕后返回主程序继续执行,中断的概念,上述整个过程称为中断，实现中断功能的硬件结构称为中断系统。, 中断技术的功能特点： 分时操作：CPU与外设可各自工作，提高了CPU的效率 实时处理：可及时响应外设要求的服务 故障处理：可及时处理各种

4、软硬件故障 中断处理过程：4个阶段 中断请求： 中断响应： 中断处理：(关中断)、保护现场、处理、恢复现场、(开中断) 中断返回：,2 中断机制,中断处理的现场保护,注意寄存器入栈和出栈的顺序,8,中断优先权 优先权排队:多个中断源同时提中断时，按其优先 权的高低，优先响应高级中断。 软件优先权排队：CPU接到中断申请时，用指令逐个查询各中断源（优先级高的先被查询）按顺序服务。 硬件优先权排队：中断系统硬件中规定了各中断源的优先级，级别高者优先响应。 中断嵌套：CPU为某中断源服务时，又出现了一个优先级更高的中断申请，CPU则中止当前中断服务，转向高级中断服务，完毕后再返回原中断服务。,二级中

5、断嵌套,CPU在执行主程序,低级中 断请求,响应低级中断请求,CPU执行低级 中断服务程序,高级中 断请求,响应高级中断请求,CPU执行高级 中断服务程序,返回低级中断程序,返回主程序,中断嵌套的注意事项,有屏蔽本级和低级中断请求的环节，防止低级中断的干扰 执行中断服务程序之前，要开放中断，允许优先级比它高的中断源进行中断，实现中断嵌套 中断服务程序结束后，为使恢复现场的过程不受任何中断请求的干扰，必须执行CLI指令，中断关闭，才能恢复现场 恢复现场后，重新开放中断，允许新的中断请求,11,中断源,提出中断申请的外设 中断的优先级 中断矢量（地址） 相关寄存器,1）外部中断,外部中断请求管脚I

6、RQ： 外部中断通过引脚IRQ引入，边沿或电平 中断状态和控制寄存器IRQSC,13,14,IRQSC,2）内部中断,实时中断(RTI) 产生周期性中断 2个时钟源：外部、内部1kHz 状态和控制寄存器SRTISC,15,16,实时中断周期,B. 其它内部中断,比较器 AD转换 串口通信 定时器,17,后面详述,3）键盘中断(KBI),单片机框图,18,KBI的特点,8个键盘中断管脚，独立管脚使能位。 每个键盘中断管脚编程为只下降沿(或上升沿)，或下降沿和低电平(或上升沿和高电平)的中断敏感性。 一个软件使能键盘中断。 从低功耗状态退出。,19,键盘中断模块的框图,20,寄存器及其功能描述（3个）,KBI的3个寄存器：状态和控制寄存器KBISC、引脚使能寄存器KBIPE、边沿选择寄存器KRIES 状态和控制寄存器KBISC：,21,KBI管脚使能寄存器 (KBIPE),22,沿选择寄存器 (KBIES),23,KBI的功能描述,通过清除KBISC中KBIE，屏蔽键盘中断。 通过设置KBIES中相应KBEDGn位使能KBI极性。 如果使用内部上拉/下拉功能,配置PTAPE和PTBPE中相关位上拉使能位。 通过设置KB