第六章. 單片機(jī)中斷系統(tǒng)

§第六章

MCS-51中斷系統(tǒng)一、概述CPU正在執(zhí)行原程序，突然，被意外事情打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行新程序。CPU執(zhí)行新程序結(jié)束后，又回到原程序中繼續(xù)執(zhí)行。這樣的過程就叫中斷。1中斷流程主程序中斷服務(wù)程序中斷返回繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷響應(yīng)2根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)變化的各種參數(shù)、信息，做出實(shí)時(shí)監(jiān)控。

CPU與外部設(shè)備并行工作,以中斷方式相聯(lián)系,提高工作效率。在多項(xiàng)外部設(shè)備同時(shí)提出中斷請(qǐng)求情況下，CPU能根據(jù)輕重緩急響應(yīng)外設(shè)的中斷請(qǐng)求。

中斷的作用：3對(duì)于MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的組成可以用一句話來講，叫做：“五源中斷，兩級(jí)管理”

五個(gè)中斷源：入口地址外部中斷0（/INT0）0003HT0溢出中斷000BH

外部中斷1（/INT1）0013HT1溢出中斷001BH

串口中斷0023H二、中斷請(qǐng)求源（“五源中斷”）4/INT0——外部中斷0請(qǐng)求，低電平有效。通過P3.2引腳輸入/INT1——外部中斷1請(qǐng)求，低電平有效。通過P3.3引腳輸入。

T0——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷請(qǐng)求。

T1——定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷請(qǐng)求。

TX/RX——串行口中斷請(qǐng)求。當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收時(shí)，便請(qǐng)求中斷。外部中斷源內(nèi)部中斷源5中斷服務(wù)程序入口地址：

中斷響應(yīng)的主要內(nèi)容就是由硬件自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令（LCALLaddr16），CPU執(zhí)行這條長(zhǎng)調(diào)用指令便響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。這里的addr16就是程序存儲(chǔ)器中相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址，MCS-51的5個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址是固定的，如下表所示。五個(gè)中斷源：入口地址外部中斷0（/INT0）0003HT0溢出中斷000BH

外部中斷1（/INT1）0013HT1溢出中斷001BH

串口中斷0023H6

8051的5個(gè)中斷源的中斷服務(wù)入口地址之間相差8個(gè)單元。這8個(gè)存儲(chǔ)單元用來存儲(chǔ)中斷服務(wù)程序一般來說是不夠的。用戶常在中斷服務(wù)程序地址入口處放一條三字節(jié)的長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令。一般地，主程序從0030H單元以后開始存放。例如：

ORG0000H LJMPSTART ;轉(zhuǎn)入主程序，START為主程序地址標(biāo)號(hào)

ORG0003H LJMPINT0 ;轉(zhuǎn)外中斷中斷服務(wù)程序

ORG000BH LJMPT0 ;轉(zhuǎn)定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序

ORG0030H START: …… ;主程序開始7

中斷控制四項(xiàng)內(nèi)容：中斷允許控制，中斷請(qǐng)求標(biāo)志，中斷優(yōu)先控制和中斷觸發(fā)方式控制。四個(gè)特殊功能寄存器：中斷允許控制寄存器IE，定時(shí)器控制寄存器TCON，串行口控制寄存器SCON，中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP。8中斷請(qǐng)求標(biāo)志位分別分布在TCON、SCON兩個(gè)寄存器中。TCONIT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1TF1——T1的溢出中斷標(biāo)志硬件置1，硬件清0（也可軟件清0）TF0——T0的溢出中斷標(biāo)志。（同TF1，只是針對(duì)T0的）IE1——外部中斷1（/INT1）請(qǐng)求標(biāo)志。外部有中斷請(qǐng)求時(shí)，硬件使IE1置1。IE0——外部中斷0（/INT0）請(qǐng)求標(biāo)志。IT1——外部中斷1（/INT1）觸發(fā)類型控制位。

IT1=0，低電平觸發(fā)。IT1=1，下降沿觸發(fā)。

IT0——

外中斷0（/INT0）觸發(fā)類型控制位，用法同IT1。

9SCON

RI

TIRB8TB8RENSM2SM1SM0TI——串口發(fā)送中斷標(biāo)志位。

發(fā)送完數(shù)據(jù)，硬件使TI置1，軟件清0（CLRTI）

RI——串行口接收中斷標(biāo)志位。

硬件置1，軟件清0。

10在中斷源與CPU之間有二級(jí)中斷允許控制邏輯電路，類似開關(guān)，其中第一級(jí)為一個(gè)總開關(guān)，第二級(jí)為五個(gè)分開關(guān)，由IE控制。

三、中斷控制（兩級(jí)管理）1、中斷屏蔽（第一級(jí)管理）IEEX0ET0EX1ET1ES——EAEA——

總控制位

“—”——未定義位ES——

串口控制位

ET1——T1中斷控制位

EX1——/INT1控制位

ET0——T0中斷控制位

EX0——/INT0控制位

若為“1”，開關(guān)接通，允許例如SETBEA若為“0”，開關(guān)斷開，不允許例如CLRIE.711例:假設(shè)允許片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷，禁止其他中斷。試根據(jù)假設(shè)條件設(shè)置IE的相應(yīng)值。解：（IE）=10000010B=82H（a）用字節(jié)操作指令

MOVIE，#82H；（b）用位操作指令

SETBET0；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0允許中斷

SETBEA；CPU開中斷122、中斷優(yōu)先級(jí)（第二級(jí)管理）CPU同一時(shí)間只能響應(yīng)一個(gè)中斷請(qǐng)求。若同時(shí)來了兩個(gè)或兩個(gè)以上中斷請(qǐng)求，就必須有先有后。

為此將5個(gè)中斷源分成高級(jí)、低級(jí)兩個(gè)級(jí)別，高級(jí)優(yōu)先，由IP控制。

IPPX0PT0PX1PT1

PS———PS——串口的中斷優(yōu)先級(jí)別PT1——定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的中斷優(yōu)先級(jí)別PX1——外部中斷1的中斷優(yōu)先級(jí)別PT0——定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的中斷優(yōu)先級(jí)別PX0——外部中斷0的中斷優(yōu)先級(jí)別該位是“1”時(shí)，為高級(jí)優(yōu)先級(jí)該位是“0”時(shí)，為低級(jí)優(yōu)先級(jí)13同一級(jí)中的5個(gè)中斷源的優(yōu)先順序是：/INT0中斷

T0溢出中斷/INT1中斷

T1溢出中斷

串口中斷

高低1415CPU在執(zhí)行主程序低級(jí)中斷請(qǐng)求響應(yīng)低級(jí)中斷請(qǐng)求CPU執(zhí)行低級(jí)中斷服務(wù)程序高級(jí)中斷請(qǐng)求響應(yīng)高級(jí)中斷請(qǐng)求CPU執(zhí)行高級(jí)中斷服務(wù)程序返回低級(jí)中斷程序返回主程序16四、MCS-51中斷的響應(yīng)過程

CPU每個(gè)機(jī)器周期都需要順序檢查每個(gè)中斷源，當(dāng)檢測(cè)到有中斷請(qǐng)求時(shí)，能否響應(yīng)，還要看下述情況是否存在：

（1）CPU正處理相同級(jí)別或更高級(jí)別的中斷；（2）正在執(zhí)行指令，還未到最后一個(gè)機(jī)器周期；（3）正在執(zhí)行的指令是RETI或訪問IP、IE指令，則執(zhí)行完上述指令后，再執(zhí)行一條指令后，才會(huì)響應(yīng)新中斷。

17，中斷響應(yīng)條件①有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求。②中斷總允許位EA=1，即CPU中斷。③申請(qǐng)中斷的中斷源的中斷允許位為1，即中斷沒有被屏蔽。④無同級(jí)或更高級(jí)中斷正在被服務(wù)。⑤當(dāng)前的指令周期已經(jīng)結(jié)束。⑥若現(xiàn)行指令為RETI或是訪問IE或IP指令時(shí)，該指令以及緊接著的另一條指令已執(zhí)行完。18中斷響應(yīng)操作過程⑴把當(dāng)前PC值壓入堆棧，保護(hù)斷點(diǎn)。⑵將相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址送入PC。⑶對(duì)有些中斷源，CPU會(huì)自動(dòng)清除中斷標(biāo)志。

自動(dòng)清除：定時(shí)器中斷、下降沿觸發(fā)外部中斷。軟件清除：串行口中斷。電平觸發(fā)的外部中斷需外電路邏輯電平的改變。19⑷執(zhí)行中斷服務(wù)程序。⑸執(zhí)行到返回指令RETI，中斷服務(wù)程序結(jié)束，將堆棧內(nèi)容彈出到PC，返回到原來斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行。20五.MCS-51中斷系統(tǒng)的編程

（1）中斷初始化設(shè)置：

開相應(yīng)中斷允許（IE）、選擇優(yōu)先級(jí)（IP）和選擇外中斷觸發(fā)方式（TCON），設(shè)置計(jì)數(shù)器、串行口的有關(guān)參數(shù)。（2）中斷服務(wù)程序的編寫：

中斷入口設(shè)置、中斷服務(wù)主體程序、中斷返回指令RETI。21例1、設(shè)8051外部中斷源接引腳，中斷觸發(fā)方式為電平觸發(fā)，優(yōu)先級(jí)為高；試編制8051中斷系統(tǒng)的初始化程序。解：采用位操作指令實(shí)現(xiàn)（也可以采用傳送指令和邏輯指令）。

SETBEA ;開總中斷

SETBEX0 ;開中斷

SETBPX0 ;設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)

CLRIT0 ;設(shè)置為電平觸發(fā)方式22例2：要求每次按動(dòng)按鍵，使外接發(fā)光二極管改變一次亮滅狀態(tài)。解：INT0輸入按鍵信號(hào)，P1.0輸出改變LED狀態(tài)。

ORG 0000H

AJMPMAIN ORG 0003H ；中斷入口 AJMPPINT0 ORG 0100H ；主程序MAIN：SETB EA ；開總允許開關(guān)

SETB EX0 ；開INT0中斷

SETB IT0；負(fù)跳變觸發(fā)中斷Here：SJMP Here；相當(dāng)于執(zhí)行其