第5章單片機中斷

1、2022-3-161 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)2022-3-162教學目的v理解中斷的概念v理解中斷系統(tǒng)的結構和類型v掌握中斷系統(tǒng)的中斷響應過程v掌握外部中斷的使用2022-3-163本章內容v中斷的概念v中斷系統(tǒng)的內部結構和控制寄存器v中斷系統(tǒng)的響應過程v中斷仿真實例2022-3-16489C52的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng) 5.1 89C525.1 89C52的中斷系統(tǒng)結構的中斷系統(tǒng)結構一、中斷的概念一、中斷的概念 CPUCPU在處理某一事件在處理某一事件A A時，發(fā)生了另一事件時，發(fā)生了另一事件B B請請求求CPUCPU迅速去處理（迅速去處理（中斷發(fā)生中斷發(fā)生）；）； CPUCPU暫時中斷當前的工作，轉

2、去處理事件暫時中斷當前的工作，轉去處理事件B B（中中斷響應和中斷服務斷響應和中斷服務）；）； 待待CPUCPU將事件將事件B B處理完畢后，再回到原來事件處理完畢后，再回到原來事件A A被被中斷的地方繼續(xù)處理事件中斷的地方繼續(xù)處理事件A A（中斷返回中斷返回），這一過），這一過程稱為程稱為中斷中斷 。2022-3-165MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)結構執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點中斷請求中斷響應執(zhí)行中斷處理程序中斷返回2022-3-166引起引起CPU中斷的根源，稱為中斷的根源，稱為中斷源中斷源。中斷源向。中斷源向CPU提出提出的中斷請求。的中斷請求。CPU暫時中斷原來的事務暫時中斷原

3、來的事務A，轉去處理事件，轉去處理事件B。對事件對事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點斷點），），稱為中斷返回。實現上述中斷功能的部件稱為稱為中斷返回。實現上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)（中（中斷機構）。斷機構）。2022-3-167 隨著計算機技術的應用，人們發(fā)現中斷技隨著計算機技術的應用，人們發(fā)現中斷技術不僅解決了快速主機與慢速術不僅解決了快速主機與慢速I/O設備的數據設備的數據傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點：傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點：v 分時操作分時操作。CPU可以分時為多個可以分時為多個I/O設備設備服務，提高了計算機的利用率

4、；服務，提高了計算機的利用率；v實時響應實時響應。CPU能夠及時處理應用系統(tǒng)的能夠及時處理應用系統(tǒng)的隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強；隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強；v可靠性高可靠性高。CPU具有處理設備故障及掉電具有處理設備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。2022-3-168二、二、89C52中斷系統(tǒng)的結構中斷系統(tǒng)的結構 89C52的中斷系統(tǒng)有的中斷系統(tǒng)有6個中斷源，個中斷源，2個優(yōu)先級，個優(yōu)先級，可實現二級中斷嵌套可實現二級中斷嵌套 。 T2中斷中斷2022-3-1695.2 89C525.2 89C52的中斷源的中斷源 一、中斷源一

5、、中斷源2022-3-1610 1 1、/INT0/INT0（P3.2P3.2）外中斷）外中斷0 0?？捎??？捎蒊T0(TCON.0)IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPUCPU檢檢測到測到P3.2P3.2引腳上出現有效的中斷信號時，中斷標引腳上出現有效的中斷信號時，中斷標志志IE0(TCON.1)IE0(TCON.1)硬件置硬件置1 1，向，向CPUCPU申請中斷。申請中斷。2022-3-1611 2 2、/INT1(P3.3/INT1(P3.3）外中斷）外中斷1 1?？捎??？捎蒊T1(TCON.2)IT1(TCON.2)選擇其為

6、低電平有效還是下降沿有效。當選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPUCPU檢檢測到測到P3.3P3.3引腳上出現有效的中斷信號時，中斷標引腳上出現有效的中斷信號時，中斷標志志IE1(TCON.3)IE1(TCON.3)硬件置硬件置1,1,向向CPUCPU申請中斷。申請中斷。2022-3-1612 3 3、T0T0中斷中斷 （TF0TF0 TCON.5 TCON.5），片內定時），片內定時/ /計數器計數器T0T0溢出中斷請求標志。當定時溢出中斷請求標志。當定時/ /計數計數器器T0T0發(fā)生溢出時，硬件置位發(fā)生溢出時，硬件置位TF0TF0，并向，并向CPUCPU申請中斷。申請中斷。2022-3

7、-1613 4 4、T1T1中斷中斷 （TF1TF1 TCON.7 TCON.7），片內定時），片內定時/ /計數器計數器T1T1溢出中斷請求標志。當定時溢出中斷請求標志。當定時/ /計數計數器器T1T1發(fā)生溢出時，置位發(fā)生溢出時，置位TF1TF1，并向，并向CPUCPU申請申請中斷。中斷。2022-3-1614 5 5、串行口中斷：、串行口中斷： RIRI（SCON.0SCON.0）或）或TITI（SCON.1SCON.1），串行口中斷請求標志。當串行），串行口中斷請求標志。當串行口接收完一幀串行數據時置位口接收完一幀串行數據時置位RIRI或當串行口或當串行口發(fā)送完一幀串行數據時置位發(fā)送完一

8、幀串行數據時置位TITI，向，向CPUCPU申請申請中斷。中斷。 2022-3-1615vT2中斷（中斷（TF2 T2CON.7),片內定時片內定時/計數器計數器T2溢出中斷請求標志，當定時溢出中斷請求標志，當定時/計時器計時器T2發(fā)發(fā)生溢出時，置位生溢出時，置位TF2，并向，并向CPU申請中斷。申請中斷。2022-3-1616二、中斷請求標志寄存器（二、中斷請求標志寄存器（*）1、TCON的中斷標志的中斷標志IT0（TCON.0），外部中斷），外部中斷0觸發(fā)方式控制位。觸發(fā)方式控制位。當當IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。時，為電平觸發(fā)方式。當當IT0=1時，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。時，為

9、邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。IE0（TCON.1），外部中斷），外部中斷0中斷請求標志位。中斷請求標志位。IT1（TCON.2），外部中斷），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。觸發(fā)方式控制位。IE1（TCON.3），外部中斷），外部中斷1中斷請求標志位。中斷請求標志位。TF0（TCON.5），定時），定時/計數器計數器T0溢出中斷請求標志位。溢出中斷請求標志位。TF1（TCON.7），定時），定時/計數器計數器T1溢出中斷請求標志位。溢出中斷請求標志位。 2022-3-1617vTF1，TF0，IE1，IE0在有中斷請求時硬件自在有中斷請求時硬件自動置動置“1”，其中，其中，TF1，TF0在中斷被響應

10、后在中斷被響應后硬件自動清零。硬件自動清零。vIE1，IE0在外部中斷為跳變觸發(fā)方式時，被在外部中斷為跳變觸發(fā)方式時，被響應后由硬件自動清零，若為電平觸發(fā)方式，響應后由硬件自動清零，若為電平觸發(fā)方式，響應后不會自動清零。響應后不會自動清零。2022-3-1618IE0和和IE1類似，類似，IT0和和IT1類似類似以以IT1為例：為例： IT1=1（軟件置（軟件置1）時，則外部中斷為跳變觸發(fā)方式。）時，則外部中斷為跳變觸發(fā)方式。在每個機器周期采樣在每個機器周期采樣/INT1（P3.3）的輸入電平，）的輸入電平，若一個周期內為高電平，下一個周期為低，則硬件若一個周期內為高電平，下一個周期為低，則硬

11、件置置IE1為為“1”，提出中斷申請；，提出中斷申請； IT1=0時，則時，則/INT1為電平觸發(fā)，即是通過檢測為電平觸發(fā)，即是通過檢測P3.3的輸入電平（的輸入電平（低電平低電平）來觸發(fā)的，此時）來觸發(fā)的，此時IE1由硬件由硬件置置1。即只要輸入到。即只要輸入到/INT1的外部中斷源為低電平，的外部中斷源為低電平，且且IT1=0，則，則/INT1就已經向就已經向CPU提出提出中斷申請中斷申請，它，它應始終保持低電平，直到中斷被響應，應始終保持低電平，直到中斷被響應，且應在中斷且應在中斷返回前變回高電平，否則會再次中斷返回前變回高電平，否則會再次中斷。2022-3-1619外部中斷（外部中斷（

12、/INT0，/INT1）觸發(fā)方式的確）觸發(fā)方式的確定及注意事項定及注意事項v若外部信號為一個頻率信號，要求每個頻率若外部信號為一個頻率信號，要求每個頻率均有中斷，外部中斷應定義為跳變式觸發(fā)。均有中斷，外部中斷應定義為跳變式觸發(fā)。v若外部中斷要求為低電平時申請中斷，則外若外部中斷要求為低電平時申請中斷，則外部中斷應定義為低電平觸發(fā)方式。部中斷應定義為低電平觸發(fā)方式。在電平觸在電平觸發(fā)方式中，發(fā)方式中，CPU響應中斷時，不會消除響應中斷時，不會消除IE1標標志。志。 注：低電平持續(xù)時間注：低電平持續(xù)時間=三個機器周期三個機器周期2022-3-16475.5Cx51中斷函數中斷函數vCx51編譯器支

13、持在編譯器支持在C源程序中直接開發(fā)中斷源程序中直接開發(fā)中斷程序程序v函數定義語法如下：函數定義語法如下： 返回值返回值 函數名函數名 interrupt n其中：其中：n的對應關系為的對應關系為 0：外部中斷：外部中斷0；1：定時器：定時器/計數器計數器0 2：外部中斷：外部中斷1；3：定時器：定時器/計數器計數器1 4：串行口中斷；：串行口中斷；5：定時器：定時器/計數器計數器22022-3-16485.6 寄存器組切換寄存器組切換v典型的典型的C51程序默認使用寄存器組程序默認使用寄存器組0，寄存器，寄存器組組1，2，3最好在中斷服務程序中使用，以最好在中斷服務程序中使用，以避免用堆棧保存

14、和恢復寄存器。避免用堆棧保存和恢復寄存器。v寄存器組的改變由寄存器組的改變由RS1和和RS0決定。決定。v運行一個中斷任務時，采用不同的寄存器組，運行一個中斷任務時，采用不同的寄存器組，同時把累加器和寄存器同時把累加器和寄存器B壓棧?；旧希蠅簵??；旧?，上下文切換包括兩個進棧指令（下文切換包括兩個進棧指令（Acc，B）和一）和一個簡單的位變化指令（個簡單的位變化指令（RS1，RS0）2022-3-1649vCx51當中，工作寄存器由當中，工作寄存器由PSW中的兩位設中的兩位設置，也可使用置，也可使用using指定，指定，using后的變量為后的變量為一個一個03的常整數。的常整數。vusi

15、ng不允許用于外部函數，它對函數的目不允許用于外部函數，它對函數的目標代碼影響如下：標代碼影響如下：1、函數入口處將當前寄存器組保留、函數入口處將當前寄存器組保留2、使用指定的寄存器組、使用指定的寄存器組3、函數退出前，寄存器組恢復、函數退出前，寄存器組恢復例：例：void function （void）using 3 .2022-3-1650v中斷函數的完整語法中斷函數的完整語法返回值返回值 函數名（函數名（參數參數）模式模式重入重入 interrupt n using nInterrupt后跟一個后跟一個031的整數，因為的整數，因為8051系系列的新產品，所以列的新產品，所以Cx51編譯

16、器支持編譯器支持32個中斷。個中斷。 2022-3-1651中斷不允許用于外部函數，中斷不允許用于外部函數，它對函數目標代碼影響如下：它對函數目標代碼影響如下：1、當調用函數時，、當調用函數時，SFR中的中的Acc，B，DPH，DPL和和PSW入棧入棧2、若不使用寄存器組切換，則中斷函數所需、若不使用寄存器組切換，則中斷函數所需的所有寄存器（包括工作寄存器）都入棧的所有寄存器（包括工作寄存器）都入棧3、函數退出前，所有的寄存器出棧、函數退出前，所有的寄存器出棧4、函數由指令、函數由指令RETI終止終止2022-3-1652使用中斷函數注意的問題使用中斷函數注意的問題v1在設計時，要注意的是哪些功能應該放在中斷在設計時，要注意的是哪些功能應該放在中斷程序中，哪些功能應該放在程序中。程序中，哪些功能應該放在程序中。 v2中斷函數不能傳遞參數。中斷函數不能傳遞參數。v3中斷函數沒有返回值。中斷函數沒有返回值。v4中斷函數調用其他函數，要保證使用相同的寄中斷函數調用其他函數，要保證使用相同的寄存器組，否則出錯。存器組，否則出錯。v5中斷函數使用浮點運算要保存浮點寄存器的狀中斷函數使用浮點運算要