第4章-MCS-51中斷系統(tǒng)與外部中斷

第4章MCS-51中斷系統(tǒng)與外部中斷本章內(nèi)容4.1中斷的概念及其優(yōu)點(diǎn)4.2中斷源4.3中斷系統(tǒng)的功能4.4MCS-51單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)4.5中斷系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)4.6中斷系統(tǒng)的處理過(guò)程4.7中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例4.1中斷的概念及其優(yōu)點(diǎn)等待執(zhí)行任務(wù)查詢(xún)方式、中斷方式查詢(xún)程序→詢(xún)問(wèn)狀態(tài)→準(zhǔn)備就緒？→沒(méi)有→查詢(xún)?nèi)秉c(diǎn)：CPU不能進(jìn)行其它操作中斷計(jì)算機(jī)內(nèi)部/外部，請(qǐng)求CPU處理CPU→暫時(shí)中斷當(dāng)前工作→處理發(fā)生事件→繼續(xù)被中止的工作優(yōu)點(diǎn)：分時(shí)操作實(shí)時(shí)處理故障處理中斷源/主程序/斷點(diǎn)4.2中斷源有以下幾種輸入/輸出設(shè)備：鍵盤(pán)、打印機(jī)等實(shí)時(shí)時(shí)鐘：定時(shí)器故障源：電源掉電MCS-51單片機(jī)，5個(gè)中斷源外部中斷(2個(gè))、定時(shí)中斷(2個(gè))、串行中斷(1個(gè))矢量地址：(ROM中)固定的中斷服務(wù)程序入口地址中斷源符號(hào)名稱(chēng)中斷標(biāo)志中斷服務(wù)程序入口地址優(yōu)先級(jí)順序/INT0外部中斷0IE00003H高T0定時(shí)器0中斷TF0000BH↓/INT1外部中斷1IE10013H↓T1定時(shí)器1中斷TF1001BH↓TI/RI串行口中斷RI或TI0023H↓T2定時(shí)器2中斷TF2或EXF2002BH低P99表4－14.3中斷系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)中斷及返回響應(yīng)?→響應(yīng)→保護(hù)斷點(diǎn)/現(xiàn)場(chǎng)→轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序→恢復(fù)斷點(diǎn)/現(xiàn)場(chǎng)→返回?cái)帱c(diǎn)→執(zhí)行主程序優(yōu)先權(quán)排隊(duì)輕重緩急，每個(gè)中斷源一個(gè)中斷級(jí)別先處理高級(jí)別，后處理底級(jí)別可以中斷嵌套高級(jí)能中斷低級(jí)4.4MCS-51單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)外部中斷觸發(fā)方式控制位中斷請(qǐng)求標(biāo)志位中斷允許標(biāo)志位串口接收/發(fā)送中斷標(biāo)志位中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位4.5中斷系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCON2.串行口控制寄存器SCON3.中斷允許寄存器IE4.中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCON位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT088H定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和1的運(yùn)行控制位定時(shí)/計(jì)數(shù)器器0和1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志1:T0計(jì)數(shù)最高位溢出時(shí),硬件置位0:中斷響應(yīng)后,硬件自動(dòng)清零外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志1:外部事件請(qǐng)求中斷時(shí),硬件置位0:中斷響應(yīng)后、轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)時(shí),硬件清零外部中斷觸發(fā)方式0:低電平1:下降沿可位尋址2.串行口控制寄存器SCON位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址SCONTIRI98H串口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位1:CPU每接收完一個(gè)串行幀,由硬件置位0:響應(yīng)中斷時(shí),不能自動(dòng)清0,必須軟件清0串口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位1:CPU每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位0:響應(yīng)中斷時(shí),不能自動(dòng)清0,必須軟件清0可位尋址單片機(jī)復(fù)位后，TCON和SCON各位清0所有能產(chǎn)生中斷的標(biāo)志位均可由軟件置1或清03.中斷允許寄存器IE控制：中斷源的開(kāi)放和屏蔽1，開(kāi)放；0，屏蔽可由軟件設(shè)定CPU復(fù)位時(shí)，IE各位清“0”，禁止所有中斷位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址IEEAESET1EX1ET0EX0A8HCPU中斷總允許位外部中斷允許位串行口中斷允許位定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許位可位尋址4.中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IPMCS-51單片機(jī)，2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)可二級(jí)中斷嵌套IP相應(yīng)位，規(guī)定中斷優(yōu)先級(jí)1，高級(jí)；0，低級(jí)位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址IPPSPT1PX1PT0PX0B8H定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位外部中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位串行口中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位可位尋址同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)，各中斷同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，按自然優(yōu)先級(jí)次序響應(yīng)MCS-51中斷優(yōu)先級(jí)控制原則同時(shí)接收幾個(gè)同級(jí)別中斷按自然響應(yīng)優(yōu)先級(jí)順序確定執(zhí)行哪一個(gè)中斷中斷過(guò)程不能被新的同級(jí)或低級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷低級(jí)中斷服務(wù)能被高級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷4.6中斷系統(tǒng)的處理過(guò)程四個(gè)階段中斷請(qǐng)求→中斷響應(yīng)→中斷服務(wù)→中斷返回中斷請(qǐng)求和響應(yīng)硬件自動(dòng)完成以下內(nèi)容1.中斷響應(yīng)條件2.中斷響應(yīng)過(guò)程3.執(zhí)行中斷服務(wù)程序4.中斷返回5.中斷請(qǐng)求的清除1.中斷響應(yīng)條件響應(yīng)條件中斷源發(fā)出中斷申請(qǐng)EA=1中斷源的中斷允許位為1不響應(yīng)的條件？2.中斷響應(yīng)過(guò)程(1)相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器置1阻斷后來(lái)的同級(jí)或低級(jí)中斷請(qǐng)求(2)硬件LCALL指令PC→堆棧中斷服務(wù)程序入口地址→PC(3)進(jìn)入中斷服務(wù)程序后自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志：TF0、TF1、IE0、IE1不能清除TI和RI3.執(zhí)行中斷服務(wù)程序注意在主程序中，中斷初始化中斷服務(wù)程序入口地址單元放LJMP（跳轉(zhuǎn)范圍：64KB）硬件LCALL指令斷點(diǎn)地址→堆棧中斷服務(wù)程序保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中斷服務(wù)之后、中斷返回之前恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)4.中斷返回RETI中斷服務(wù)程序的最后一條指令返回到斷點(diǎn)，執(zhí)行主程序RETI指令操作斷點(diǎn)地址→PC相應(yīng)中斷優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清0中斷服務(wù)程序中，PUSH、POP必須成對(duì)使用不能用RET指令代替RETI指令5.中斷請(qǐng)求的清除中斷響應(yīng)后TCON或SCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志應(yīng)及時(shí)清除，否則會(huì)引起另一次中斷。TF0、TF1硬件自動(dòng)清除TI、RI用軟件清除IE0、IE1邊沿觸發(fā)中斷，硬件自動(dòng)清除電平觸發(fā)中斷，硬件自動(dòng)清除不能徹底解決撤除問(wèn)題，應(yīng)該在外部連接電路上采取措施電平觸發(fā)的外部中斷請(qǐng)求撤除電路CPDQnQn+1×××Qn↑0×0↑1×18051QP1.0CPD外部中斷請(qǐng)求信號(hào)D觸發(fā)器CPU響應(yīng)中斷后可用如下兩條指令： ANLP1,#0FEH ORLP1,#01H4.7中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例[例1]如圖4.3所示，按鍵K1接至外部中斷，按一次鍵LED點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)聲，再按一次鍵LED滅，蜂鳴器關(guān)閉，循環(huán)往復(fù)。圖4.4按鍵控制聲光電路在ROM內(nèi)存放？[例2]中斷里的堆棧操作現(xiàn)有外部中斷1提出申請(qǐng),且主程序中有DPTR、A需保護(hù)ORG 0000H AJMP MAINORG 0013H LJMP INT1 …ORG 0100HMAIN: … ;主程序 … SJMP$ORG 1000H

INT1: PUSHACC ;中斷服務(wù)程序 PUSHDPH PUSHDPL … POPDPL POPDPH POPACC RETI END多中斷源系統(tǒng)當(dāng)外部中斷源多于中斷輸入引腳時(shí)，可采取以下措施：1.用定時(shí)器計(jì)數(shù)輸入信號(hào)端T0、T1作外部中斷入口引腳2.用一個(gè)中斷入口接受多個(gè)外部中斷源，并加入中斷查詢(xún)電路。[例]P107 ORG 0000H ;復(fù)位入口地址 AJMP TO_INTMA ;轉(zhuǎn)主程序 ORG 003H AJMP IO_POOP ;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序TO_INTMA: MOV P1,#0FFH ;置P1口輸出全為1 SETB IT0 ;INT0為沿觸發(fā)中斷方式 SETB EX0 ;允許INT0中斷 SETB EA ;CPU開(kāi)中斷LOOP1_YO: SJMP LOOP1_YO ;去LOOP1_YO等待中斷IO_POOP: JNB P1.0，L1_POOP ;查詢(xún)中斷源 CLR P1.1 ;P1.1送“1”使對(duì)應(yīng)燈亮 SJMP L2_POOP L1_POOP: SETB P1.1L2_POOP: JNB P1.2,TO_L23 CLR P1.3 SJMP TO_L4_PTO_123: SETB P1.3TO_L4_P: JNB P1.4,TO_L5_P CLR P1.5 SJMP