單片機第6章_中斷系統(tǒng)

1、第六章第六章 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l 8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l 8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)中斷的概念l CPU在執(zhí)行程序時，單片機外部或內(nèi)部發(fā)生的某一事件，請求CPU迅速去處理。l CPU中止當前的工作，轉(zhuǎn)到中斷服務處理程序處理事件。 然后，回到原來被中止的地方，繼續(xù)工作，稱為中斷（Interrupt）。l CPU處理事件的過程，稱為CPU的中斷響應過程（Interrupt Response）。第六章 中斷系統(tǒng)日常生活的中斷中斷舉例單片機的

2、中斷第六章 中斷系統(tǒng)日常生活中的中斷示圖做記號接電話看書繼續(xù)看書第六章 中斷系統(tǒng)中斷服務中斷服務中斷請求中斷請求中斷源向CPU提出的處理請求，稱為中斷請求(或中斷申請)。對事件的整個處理過程，稱為中斷處理（或中斷服務）。能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱為中斷系統(tǒng)；產(chǎn)生中斷的請求源稱為中斷請求源第六章 中斷系統(tǒng)單片機中的中斷示圖主主程程序序繼繼續(xù)續(xù)執(zhí)執(zhí)行行主主程程序序中斷請求中斷請求響應中斷響應中斷中斷返回中斷返回斷點地址斷點地址入口地址入口地址中中斷斷服服務務程程序序第六章 中斷系統(tǒng)分時操作實時操作故障及時處理第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理

3、l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)8051 的中斷系統(tǒng)l 5個中斷源，具有二個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷服務程序的嵌套。l 有關(guān)的特殊功能寄存器（SFR）有：中斷允許寄存器IE中斷優(yōu)先級控制寄存器IP中斷源寄存器（TCON、SCON中的有關(guān)位）注：均可位尋址。均可位尋址。第六章 中斷系統(tǒng) 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖第六章 中斷系統(tǒng)第六章 中斷系統(tǒng)1 1、中斷源、中斷源(Interrupt Source)(Interrupt Source) 向向CPUCPU發(fā)出中斷請求的地方，稱之為發(fā)出中斷請求的地方，稱之為中斷源中斷源。80518051單片機有單片機有5 5個中斷請求源。個中斷請求源。l 外部中斷源（2

4、個) 外部中斷0和1，對應引腳 和l 內(nèi)部中斷源（3個） 定時器/計數(shù)器 和 溢出中斷；串行口發(fā)送/接收中斷（共用）。 0INT1INT0T1T第六章 中斷系統(tǒng)中斷入口地址中斷入口地址中斷入口地址是指中斷服務程序的入口地址。5個中斷源的中斷入口地址：外部中斷外部中斷0定時器定時器T0外部中斷外部中斷1定時器定時器T1串行口串行口0003H000BH0013H001BH0023H第六章 中斷系統(tǒng)2 2、中斷控制、中斷控制中斷請求中斷請求（1）中斷源發(fā)出中斷請求（2）中斷是否允許（3）中斷優(yōu)先權(quán)排隊第六章 中斷系統(tǒng)SCONSCON （S Serial Port ConControl Registe

5、r ）為串行口控制寄存器，字節(jié)地址為98H。TCON TCON（T Timer/Counter ConControl Register）為定時器/計數(shù)器的控制寄存器，字節(jié)地址為88H。（1 1）中斷請求）中斷請求中斷請求中斷請求l 五個中斷請求源的中斷請求分別由特殊功能寄存器TCON和SCON的相應位鎖存。第六章 中斷系統(tǒng)中斷請求標志l 定時器控制寄存器TCON中的中斷請求標志包括：T0和T1的溢出中斷請求標志位TF1TF1和和TF0TF0外部中斷請求標志位IE1IE1與與IE0IE0。第六章 中斷系統(tǒng)外部中斷請求外部中斷請求0 0、1 1觸發(fā)方式觸發(fā)方式標志位。清零為脈沖觸發(fā)方式，置位為電平

6、觸發(fā)方式。外部中斷請外部中斷請求求0 0、1 1的中斷請求標志位。清零時無中斷請求，置位時有中斷請求。定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器T0T0、T1T1溢出中溢出中斷請求斷請求標志。置位時有中斷請求，中斷響應后自動清零。注意：注意：TCONTCON可位尋址。復位后，可位尋址。復位后，TCON=00HTCON=00H。TCON各標志位的功能IT0IT0、IT1IT1IE0IE0、IE1IE1TF0TF0、TF1TF1第六章 中斷系統(tǒng)例：CLR TI或ANL SCON，#0FDHl 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON中的中斷請求標志：中的中斷請求標志：TI/RI：串行口發(fā)送/接收中斷請

7、求標志。串行發(fā)送/接收完一幀后自動置位，請求中斷。需要再次發(fā)送/接收時，應通過指令清零。注意：注意：SCONSCON可位尋址。復位后，可位尋址。復位后，SCON=00HSCON=00H。第六章 中斷系統(tǒng)u 中斷請求的撤消中斷請求的撤消1 1定時器定時器/ /計數(shù)器中斷請求計數(shù)器中斷請求的撤消 中斷請求被響應后。硬件會自動清TF0或TF1。2 2外部中斷請求外部中斷請求的撤消（1）邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)方式外部中斷請求的撤消是自動撤消的。（2）電平觸發(fā)電平觸發(fā)方式外部中斷請求的撤消: 除了標志位清“0”之外，還需在中斷響應后把中斷請求信號引腳從低電平強制改變?yōu)楦唠娖剑缦聢D。第六章 中斷系統(tǒng) 只要P1

8、.0端輸出一個負脈沖就可以使D觸發(fā)器置“1”，從而撤消了低電平的中斷請求信號。所需的負脈沖可用兩條指令得到： ANL P1ANL P1，#0FEH#0FEH ；P1.0P1.0為為“0 0” ORL P1 ORL P1，#01H#01H ；P1.0P1.0為為“1 1” 電平觸發(fā)方式的外部中斷請求信號的完全撤消，是通過軟硬件相結(jié)合的方法來實現(xiàn)的。第六章 中斷系統(tǒng)3 3串行口中斷請求串行口中斷請求的撤消的撤消響應串行口的中斷后，內(nèi)部硬件沒有自動清除TI或RI，所以串行口中斷請求的撤消只能用軟件清除。 CLR TI ；清TI標志位 CLR RI ；清RI標志位第六章 中斷系統(tǒng)l CPU對中斷源的開

9、放或屏蔽（中斷的允許和禁止），由IE IE （interrupt enable register interrupt enable register ）控制。字節(jié)地址為A8H，可位尋址。 格式如下：格式如下：（2 2）中斷允許）中斷允許第六章 中斷系統(tǒng)l EAEA：中斷允許總控制位（總開關(guān)）中斷允許總控制位（總開關(guān)）0 0：CPUCPU屏蔽所有的中斷請求屏蔽所有的中斷請求( (CPUCPU關(guān)中斷關(guān)中斷) )；1 1：CPUCPU開放所有中斷開放所有中斷( (CPUCPU開中斷開中斷) )。l ESES：串行口中斷允許位串行口中斷允許位0 0：禁止串行口中斷；禁止串行口中斷； 1 1：允許串行口

10、中斷。允許串行口中斷。第六章 中斷系統(tǒng)l ET1ET0ET1ET0 ：定時器：定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器T1T1的溢出中斷允許位的溢出中斷允許位0 0：禁止禁止T1T0T1T0溢出中斷；溢出中斷； 1 1：允許允許T1T0T1T0溢出中斷。溢出中斷。l EX1EX0 EX1EX0 ：外部中斷外部中斷1 1中斷允許位中斷允許位 0 0：禁止外部中斷禁止外部中斷1 100中斷；中斷； 1 1：外部中斷外部中斷1 100允許中斷。允許中斷。第六章 中斷系統(tǒng)MCS-51復位后，IE清0，所有中斷請求被禁止。若使某一個中斷源被允許中斷，除了IE相應的位的被置“1” ，還必須使EA位=1。改變IE的內(nèi)容，可

11、由位操作指令來實現(xiàn)，即： SETB bit SETB bit； CLR bit CLR bit；第六章 中斷系統(tǒng)課堂練習課堂練習1 1: :若允許片內(nèi)2個定時器/計數(shù)器中斷，禁止其它中斷源的中斷請求。編寫設置IE的相應程序段.（1 1）用位操作指令來編寫如下程序段：）用位操作指令來編寫如下程序段：CLR ES ；禁止串行口中斷 CLR EX1 ；禁止外部中斷1中斷CLR EX0；禁止外部中斷0中斷 SETB ET0 ；允許定時器/計數(shù)器T0中斷 SETB ET1 ；允許定時器/計數(shù)器T1中斷 SETB EA ；CPU開中斷101010第六章 中斷系統(tǒng)（2 2）用字節(jié)操作指令來編寫：）用字節(jié)操作

12、指令來編寫： MOV IE，#8AH 或者用： MOV 0A8H，#8AH ；A8H為IE寄存器字節(jié)地址101010第六章 中斷系統(tǒng)l 兩個中斷優(yōu)先級，可實現(xiàn)兩級中斷嵌套。如圖：（3 3）中斷優(yōu)先權(quán)）中斷優(yōu)先權(quán)第六章 中斷系統(tǒng)基本規(guī)則：基本規(guī)則：（1）低優(yōu)先級可被高優(yōu)先級中斷，反之則不能。（2）同級中斷不會被它的同級中斷源所中斷。（3）在同時收到幾個同一優(yōu)先級的中斷請求時，優(yōu)先響應哪一個中斷，取決于內(nèi)部的查詢順序。第六章 中斷系統(tǒng) 中斷源中斷源 中斷級別中斷級別外部中斷0最高T0溢出中斷外部中斷1T1溢出中斷串行口中斷最低同一優(yōu)先級中，優(yōu)先查詢順序如下：第六章 中斷系統(tǒng) 中斷優(yōu)先級寄存器中斷優(yōu)

13、先級寄存器IPIP（Interrupt PriorityInterrupt Priority），其字節(jié)地址為B8H。l PS 串行口中斷優(yōu)先級控制位l PT1PT0定時器T1T0中斷優(yōu)先級控制位l PX1PX0外部中斷10中斷優(yōu)先級控制位 1：高優(yōu)先級中斷； 0：低優(yōu)先級中斷。第六章 中斷系統(tǒng)課堂練習課堂練習2:2:設置IP寄存器的初始值，使2個外中斷請求為高優(yōu)先級，其它中斷請求為低優(yōu)先級。（1 1）用位操作指令）用位操作指令 SETB PX0 ；2個外中斷為高優(yōu)先級 SETB PX1 CLR PS ；串口為低優(yōu)先級中斷CLR PT0 ；2個定時器/計數(shù)器低優(yōu)先級中斷CLR PT111000第

14、六章 中斷系統(tǒng)（2 2）用字節(jié)操作指令用字節(jié)操作指令 MOV IP，#05H 或： MOV 0B8H，#05H ；B8H為IP寄存器的字節(jié)地址11000第六章 中斷系統(tǒng)3 3、中斷處理、中斷處理中斷處理過程中斷處理過程大致包含三個階段：大致包含三個階段：中斷響應中斷響應中斷服務中斷服務中斷返回中斷返回第六章 中斷系統(tǒng)中斷處理過程流程中斷處理過程流程硬硬件件自自動動完完成成中中斷斷服服務務程程序序第六章 中斷系統(tǒng)u中斷響應中斷響應 中斷請求被響應，需滿足以下必要條件：中斷請求被響應，需滿足以下必要條件：（1 1）允許中斷）允許中斷（2 2）無同級或更高級中斷正在被服務。）無同級或更高級中斷正在被

15、服務。（3 3）當前正處于所執(zhí)行指令的最后一個機器周期。）當前正處于所執(zhí)行指令的最后一個機器周期。（4 4）正在執(zhí)行的指令不是）正在執(zhí)行的指令不是RETIRETI指令。指令。第六章 中斷系統(tǒng)中斷響應的主要過程：中斷響應的主要過程： 首先由硬件自動生成一條長調(diào)用指令首先由硬件自動生成一條長調(diào)用指令: : LCALL addr16 LCALL addr16 CPUCPU執(zhí)行該指令執(zhí)行該指令, ,將將PCPC的內(nèi)容壓入堆棧以保護斷點，再將中的內(nèi)容壓入堆棧以保護斷點，再將中斷入口地址裝入斷入口地址裝入PCPC。各中斷源服務程序的入口地址。各中斷源服務程序的入口地址: : 中斷源中斷源 入口地址入口地址

16、 外部中斷外部中斷0 0 0003 0003H H 定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器T0 T0 000BH 000BH 外部中斷外部中斷1 1 0013 0013H H 定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器T1T1 001BH 001BH 串行口中斷串行口中斷 0023 0023H H第六章 中斷系統(tǒng)u 中斷服務中斷服務+ +中斷返回中斷返回 主要是中斷服務程序的設計，包括兩部分：主要是中斷服務程序的設計，包括兩部分：主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）中斷服務程序部分中斷服務程序部分第六章 中斷系統(tǒng)l主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）設置堆棧指針設置堆棧指針

17、SPSP；若為外部中斷，定義觸發(fā)方式；若為外部中斷，定義觸發(fā)方式；根據(jù)需要給根據(jù)需要給IPIP賦值，定義中斷優(yōu)先級；賦值，定義中斷優(yōu)先級；開放中斷。開放中斷。第六章 中斷系統(tǒng)在相應的中斷入口地址設置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移在相應的中斷入口地址設置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移到中斷服務程序的實際入口處；到中斷服務程序的實際入口處；根據(jù)需要保護現(xiàn)場；根據(jù)需要保護現(xiàn)場；若為電平觸發(fā)的外部中斷，應有中斷請求信號撤若為電平觸發(fā)的外部中斷，應有中斷請求信號撤除操作；若是串行口中斷，對除操作；若是串行口中斷，對TITI、RIRI清清0 0；安排中斷服務所做的操作（中斷服務程序的主體）安排中斷服務所做的操作（中斷服務程序的主

18、體）恢復現(xiàn)場；恢復現(xiàn)場；中斷返回（中斷返回（RETIRETI）。l中斷服務程序部分中斷服務程序部分第六章 中斷系統(tǒng)常用的中斷服務程序設計如下：常用的中斷服務程序設計如下： ORG 0000HORG 0000HLJMP MAINLJMP MAINORG ORG 中斷入口地址中斷入口地址LJMP INTLJMP INT ORG XXXXHORG XXXXH MAIN MAIN：主主 程程 序序 INT INT：中斷服務程序中斷服務程序 RETI RETI第六章 中斷系統(tǒng)課堂練習課堂練習3：用T0的方式0產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波。采用中斷方式，設系統(tǒng)時鐘頻率為6

19、 MHz。20ms第六章 中斷系統(tǒng) ORG 0000HORG 0000H LJMP MAINLJMP MAIN ORG 000BH ORG 000BH LJMP INTLJMP INT ORG 0100H ORG 0100H MAIN MAIN：MOV TMODMOV TMOD，#00H#00H MOV TH0 MOV TH0，#63H#63H MOV TL0 MOV TL0，#18H#18H SETB ET0 SETB ET0 SETB EA SETB EA SETB TR0 SETB TR0 SJMP $SJMP $ INT INT：CPL P1.0CPL P1.0 MOV TH0 MOV

20、 TH0，#63H#63H MOV TL0 MOV TL0，#18H #18H RETI RETI END END程序如下：程序如下：中斷入口地中斷入口地址址中斷服務程中斷服務程序序賦計數(shù)初賦計數(shù)初值值開中斷；開中斷；啟動計時啟動計時等待計數(shù)等待計數(shù)溢出中斷溢出中斷第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l 8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)舉例舉例程序程序分析分析實驗實驗結(jié)果結(jié)果第六章 中斷系統(tǒng)舉例舉例設計一個外部中斷應用系統(tǒng)。主程序?qū)1的8個LED作左移右移，中斷時使P1的8個LED閃爍2次。第六章 中斷系統(tǒng)硬件電路及程序：硬件電路及程序：第六章 中斷系統(tǒng)ORG0000H；主程序主程序LJMPMAINORG0003H；外部中斷外部中斷0中斷入口中斷入口LJMPIN