单片机-中断-江大教案

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1、 第第4章章 中断系统中断系统n n一般计算机和外设之间不能直接相连，而是一般计算机和外设之间不能直接相连，而是通过不同的通过不同的接口电路接口电路来达到彼此之间的信息来达到彼此之间的信息传送。传送。n n这种通信方式通常可以分为这种通信方式通常可以分为同步传送同步传送、异步异步传送传送、中断传送中断传送和和DMA(直接存储器存取直接存储器存取)传传送送。但中断传送最为重要，也最为普遍。但中断传送最为重要，也最为普遍。n n中断需要解决两个主要问题：中断需要解决两个主要问题：n n如何从主程序转到中断服务程序；如何从主程序转到中断服务程序；如何从主程序转到中断服务程序；如何从主程序转到中断服务

2、程序；n n如何从中断服务程序返回主程序。如何从中断服务程序返回主程序。如何从中断服务程序返回主程序。如何从中断服务程序返回主程序。n n中断最为显著的优点是：中断最为显著的优点是：n n(1)(1)速速速速度度度度匹匹匹匹配配配配有有有有效效效效地地地地解解解解决决决决了了了了快快快快速速速速CPUCPU与与与与慢慢慢慢速速速速外外外外设设设设之之之之间间间间的的的的矛矛矛矛盾盾盾盾,可可可可使使使使CPUCPU与与与与外外外外设设设设并并并并行行行行工工工工作作作作,大大大大大大大大提提提提高了工作效率。高了工作效率。高了工作效率。高了工作效率。n n(2)(2)实实实实时时时时处处处处理

3、理理理可可可可以以以以及及及及时时时时处处处处理理理理控控控控制制制制系系系系统统统统中中中中许许许许多多多多随随随随机机机机产产产产生生生生的的的的参参参参数数数数与与与与信信信信息息息息,即即即即计计计计算算算算机机机机具具具具有有有有实实实实时时时时处处处处理理理理的的的的能能能能力力力力,从而提高了控制系统的性能。从而提高了控制系统的性能。从而提高了控制系统的性能。从而提高了控制系统的性能。n n(3)(3)故故故故障障障障诊诊诊诊断断断断使使使使系系系系统统统统具具具具备备备备了了了了处处处处理理理理故故故故障障障障的的的的能能能能力力力力,提高了系统自身的可靠性。提高了系统自身的可

4、靠性。提高了系统自身的可靠性。提高了系统自身的可靠性。相关概念相关概念n n中断：中断：n n处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来程序的过程。程序的过程。程序的过程。程序的过程。n n中断源：中断源：n n可以引起中断的事件称之为中断源。可以引起中断的事件称之为中断源。可以引起中断的事件称之为中断源

5、。可以引起中断的事件称之为中断源。n n中断由中断源产生，不同的中断源有不同的中断中断由中断源产生，不同的中断源有不同的中断中断由中断源产生，不同的中断源有不同的中断中断由中断源产生，不同的中断源有不同的中断服务程序服务程序服务程序服务程序n n中断请求：中断请求：n n中断源在需要时向中断源在需要时向中断源在需要时向中断源在需要时向CPUCPU提出中断请求。提出中断请求。提出中断请求。提出中断请求。n n通常是以电信号形式通知通常是以电信号形式通知通常是以电信号形式通知通常是以电信号形式通知CPUCPU。n n中断响应：中断响应：n nCPUCPU检测到外围设备的中断请求信号后，在检测到外围

6、设备的中断请求信号后，在检测到外围设备的中断请求信号后，在检测到外围设备的中断请求信号后，在CPUCPU允许中断的情况下可以将程序自动转入该中断源允许中断的情况下可以将程序自动转入该中断源允许中断的情况下可以将程序自动转入该中断源允许中断的情况下可以将程序自动转入该中断源的中断服务程序并执行。的中断服务程序并执行。的中断服务程序并执行。的中断服务程序并执行。n n中断服务：中断服务：n n为解决中断源产生中断的原因而编制的程序。为解决中断源产生中断的原因而编制的程序。为解决中断源产生中断的原因而编制的程序。为解决中断源产生中断的原因而编制的程序。n n中断系统：中断系统：n n中断源、中断方式

7、中断源、中断方式中断源、中断方式中断源、中断方式 、中断控制寄存器、中断响应、中断控制寄存器、中断响应、中断控制寄存器、中断响应、中断控制寄存器、中断响应、中断请求的撤除。中断请求的撤除。中断请求的撤除。中断请求的撤除。n n中断的优先级中断的优先级n n如果正在执行主程序时只有如果正在执行主程序时只有如果正在执行主程序时只有如果正在执行主程序时只有1 1个个个个中断源请求中断源请求中断源请求中断源请求中断中断中断中断,而这时而这时而这时而这时CPUCPU又是对又是对又是对又是对中断开放中断开放中断开放中断开放的的的的,那么这个那么这个那么这个那么这个中断立中断立中断立中断立即得到响应即得到响

8、应即得到响应即得到响应。n n然而由于中断是随机产生的然而由于中断是随机产生的然而由于中断是随机产生的然而由于中断是随机产生的,中断源一般又不止中断源一般又不止中断源一般又不止中断源一般又不止1 1个个个个,因此往往会出现这样的情况：因此往往会出现这样的情况：因此往往会出现这样的情况：因此往往会出现这样的情况：n几个中断源同时请求中断几个中断源同时请求中断;n或者当某一个中断正在响应中或者当某一个中断正在响应中(即正在执行该中断源的即正在执行该中断源的中断服务程序中断服务程序),又有其它的中断源请求中断又有其它的中断源请求中断n n这时中断系统应如何处理这时中断系统应如何处理这时中断系统应如何

9、处理这时中断系统应如何处理?n n在一般情况下，首先把各个中断源分成若干在一般情况下，首先把各个中断源分成若干个优先级个优先级,然后再按如下原则进行处理：然后再按如下原则进行处理：n n(1)(1)不同级的中断源同时申请中断时不同级的中断源同时申请中断时不同级的中断源同时申请中断时不同级的中断源同时申请中断时先高后低先高后低先高后低先高后低；n n(2)(2)同级的中断源同时申请中断时同级的中断源同时申请中断时同级的中断源同时申请中断时同级的中断源同时申请中断时事先规定事先规定事先规定事先规定n n(3)(3)处处处处理理理理低低低低级级级级中中中中断断断断又又又又收收收收到到到到高高高高级级

10、级级中中中中断断断断请请请请求求求求时时时时停停停停低低低低转高转高转高转高n n(4)(4)处处处处理理理理高高高高级级级级中中中中断断断断又又又又收收收收到到到到低低低低级级级级中中中中断断断断请请请请求求求求时时时时高高高高不不不不理低理低理低理低n n中断嵌套中断嵌套n n当当当当CPUCPU正在响应某一中断源的请求，执行为其服正在响应某一中断源的请求，执行为其服正在响应某一中断源的请求，执行为其服正在响应某一中断源的请求，执行为其服务的中断服务程序时，如果有优先级更高的中断务的中断服务程序时，如果有优先级更高的中断务的中断服务程序时，如果有优先级更高的中断务的中断服务程序时，如果有优

11、先级更高的中断源发出请求，源发出请求，源发出请求，源发出请求，CPUCPU将中止正在执行的中断服务程将中止正在执行的中断服务程将中止正在执行的中断服务程将中止正在执行的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序，序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序，序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序，序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序，这一过程称为中断嵌套。这一过程称为中断嵌套。这一过程称为中断嵌套。这一过程称为中断嵌套

12、。n n中断嵌套可以有多级，具体级数原则上不限，只中断嵌套可以有多级，具体级数原则上不限，只中断嵌套可以有多级，具体级数原则上不限，只中断嵌套可以有多级，具体级数原则上不限，只取决于取决于取决于取决于堆栈深度堆栈深度堆栈深度堆栈深度。1#中断请求中断请求响应响应返回返回1#中断中断服务程序服务程序2#中断请求中断请求响应响应返回返回2#中断中断服务程序服务程序3#中断请求中断请求响应响应返回返回3#中断中断服务程序服务程序原主程序原主程序中断优先级中断优先级3#2#1#n n中断的优先级与中断嵌套中断的优先级与中断嵌套n n中断请求的撤除中断请求的撤除n nCPUCPU响响响响应应应应中中中中

13、断断断断请请请请求求求求后后后后,在在在在中中中中断断断断返返返返回回回回(执执执执行行行行RETIRETI指指指指令令令令)前前前前,必必必必须须须须撤撤撤撤除除除除请请请请求求求求,否否否否则则则则会会会会错错错错误误误误地地地地再再再再一一一一次次次次引引引引起起起起中中中中断断断断过程。过程。过程。过程。n n中断系统的功能中断系统的功能n n实现中断屏蔽实现中断屏蔽实现中断屏蔽实现中断屏蔽n n进行中断优先权排队进行中断优先权排队进行中断优先权排队进行中断优先权排队n n实现中断嵌套实现中断嵌套实现中断嵌套实现中断嵌套n n自动响应中断自动响应中断自动响应中断自动响应中断n n实现中

14、断服务实现中断服务实现中断服务实现中断服务n n实现中断返回实现中断返回实现中断返回实现中断返回MCS-51的中断系统的中断系统n nMCS-51系列单片机的中断系统属于系列单片机的中断系统属于8位单片位单片机中功能较强的中断系统机中功能较强的中断系统n n它可以提供它可以提供5个中断源个中断源,每个中断源有每个中断源有两个中两个中断优先级别断优先级别可供选择可供选择,可实现可实现两级中断服务程两级中断服务程序嵌套序嵌套。n n此外此外,所有中断均所有中断均可由软件设定可由软件设定为允许中断或为允许中断或禁止中断，也就是说禁止中断，也就是说,用户可以用关中断指令用户可以用关中断指令(或复位或复

15、位)来屏蔽所有的中断请求来屏蔽所有的中断请求,也可以用开也可以用开中断指令使中断指令使CPU接受中断请求。接受中断请求。MCS-51的中断源的中断源n n中断源有两种形式：中断源有两种形式：可屏蔽中断源可屏蔽中断源可屏蔽中断源可屏蔽中断源 内部中断源内部中断源内部中断源内部中断源 不可屏蔽中断源不可屏蔽中断源不可屏蔽中断源不可屏蔽中断源 外部中断源外部中断源外部中断源外部中断源n nMCS-51有有5个固定的可屏蔽中断源：个固定的可屏蔽中断源：2 2个外部中断源：个外部中断源：个外部中断源：个外部中断源：外中断外中断外中断外中断0 0即即即即INT0INT0 外中断外中断外中断外中断1 1即即

16、即即INT1INT13 3个内部中断源：个内部中断源：个内部中断源：个内部中断源：定时定时定时定时/计数器计数器计数器计数器0 0即即即即T0T0溢出中断溢出中断溢出中断溢出中断TF0TF0 定时定时定时定时/计数器计数器计数器计数器1 1即即即即T1T1溢出中断溢出中断溢出中断溢出中断TF1TF1 串口串口串口串口I/OI/O中断请求中断请求中断请求中断请求TI/RITI/RI MCS-51的中断源的中断源 中断系统的结构中断系统的结构n n外部中断源外部中断源n nINT0INT0由由由由P3.2P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。端口线引入，低电平或下降沿引起。端口线引入，低电平或下

17、降沿引起。端口线引入，低电平或下降沿引起。n nINT1INT1由由由由P3.3P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。端口线引入，低电平或下降沿引起。端口线引入，低电平或下降沿引起。端口线引入，低电平或下降沿引起。n n内部中断源内部中断源n nT0:T0:定时定时定时定时/计数器计数器计数器计数器0 0中断，由中断，由中断，由中断，由T0T0回零溢出引起。回零溢出引起。回零溢出引起。回零溢出引起。n nT1:T1:定时定时定时定时/计数器计数器计数器计数器1 1中断，由中断，由中断，由中断，由T1T1回零溢出引起。回零溢出引起。回零溢出引起。回零溢出引起。n nTI/RI:TI/RI:串行

18、串行串行串行I/OI/O中断，完成一帧字符发送中断，完成一帧字符发送中断，完成一帧字符发送中断，完成一帧字符发送/接收接收接收接收引起。引起。引起。引起。n n中断系统的结构框图中断系统的结构框图中断控制中断控制n n各中断源的各中断源的中断申请是否能被中断申请是否能被CPU响应响应，受，受CPU控制；控制；CPU对各中断源的中断响应有对各中断源的中断响应有优优先级别先级别的选择；这些都由单片机内部中断系的选择；这些都由单片机内部中断系统的控制寄存器来决定统的控制寄存器来决定。n n与中断控制有关的控制寄存器有四个：与中断控制有关的控制寄存器有四个：n nTCON:TCON:定时控制寄存器定时

19、控制寄存器定时控制寄存器定时控制寄存器 n nSCON:SCON:串行口控制寄存器串行口控制寄存器串行口控制寄存器串行口控制寄存器n nIE:IE:中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器中断允许控制寄存器n nIP:IP:中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器n n1.定时控制寄存器定时控制寄存器TCON(特殊功能寄存器特殊功能寄存器)n n字节地址为字节地址为字节地址为字节地址为8888HHn n锁存锁存锁存锁存4 4个中断源的中断请求信号个中断源的中断请求信号个中断源的中断请求信号个中断源的中断请求信号:nIT0、IT1为为外部中断

20、触发方式外部中断触发方式控制位，为控制位，为0则对应的则对应的外部中断为低电平触发，为外部中断为低电平触发，为1则对应的中断为下降沿触则对应的中断为下降沿触发发nIE0、IE1为为对应的外部中断请求标志位对应的外部中断请求标志位。nIF0、IF1分别为分别为T0和和T1的的溢出中断请求标志位溢出中断请求标志位。n n在中断允许时，在中断允许时，在中断允许时，在中断允许时，IE0IE0、IE1IE1、IF0IF0、IF1IF1当当当当CPUCPU响响响响应中断时会自动清零。应中断时会自动清零。应中断时会自动清零。应中断时会自动清零。D7D7D7D7D6D6D6D6D5D5D5D5D4D4D4D4

21、D3D3D3D3D2D2D2D2D1D1D1D1D0D0D0D0TF1TF1TF1TF1TF0TF0TF0TF0IE1IE1IE1IE1 IT1IT1IT1IT1 IE0IE0IE0IE0 IT0IT0IT0IT0n n2.串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCON(特殊功能寄存器特殊功能寄存器)n n字节地址为字节地址为字节地址为字节地址为9898HHn nSCONSCON的的的的低低低低2 2位位位位锁锁锁锁存存存存串串串串行行行行口口口口的的的的接接接接收收收收中中中中断断断断和和和和发发发发送送送送中中中中断断断断标志标志标志标志,其格式如表所示。其格式如表所示。其格式如表所示。其格式如

22、表所示。D7D7D7D7D6D6D6D6D5D5D5D5D4D4D4D4D3D3D3D3D2D2D2D2D1D1D1D1D0D0D0D0SM2SM2SM2SM2TITITITIRIRIRIRISM2=0单机发送/接收工作方式SM2=1允许多机通信n nTI:串行口发送中断标志串行口发送中断标志n nTI=1TI=1表示串行口发送器正在向表示串行口发送器正在向表示串行口发送器正在向表示串行口发送器正在向CPUCPU申请中断。申请中断。申请中断。申请中断。n在在串串行行口口以以方方式式0发发送送时时,每每当当发发送送完完8位位数数据据后后,由由硬硬件置位件置位TI;n若若以以方方式式1、2、3发发

23、送送时时,在在发发送送停停止止位位的的开开始始时时置置位位TI。n n值值值值得得得得注注注注意意意意的的的的是是是是当当当当CPUCPU响响响响应应应应该该该该中中中中断断断断后后后后,转转转转向向向向中中中中断断断断服服服服务务务务程程程程序序序序时时时时并并并并不不不不复复复复位位位位TI,TITI,TI必必必必须须须须由由由由用用用用户户户户在在在在中中中中断断断断服服服服务务务务程程程程序中用软件清序中用软件清序中用软件清序中用软件清0(0(可用可用可用可用CLRTICLRTI或其它指令或其它指令或其它指令或其它指令)。n nRI:串行口接收中断标志串行口接收中断标志n nRIRI为

24、为为为1 1表示串行口接收器正向表示串行口接收器正向表示串行口接收器正向表示串行口接收器正向CPUCPU申请中断申请中断申请中断申请中断n若若串串行行口口接接收收器器允允许许接接收收并并以以方方式式0工工作作,则则每每当当接接收收到第到第8位数据时置位位数据时置位RI;n若若以以方方式式1、2、3工工作作,且且SM2=0时时,则则每每当当接接收收器器接接收到停止位的中间时置位收到停止位的中间时置位RI;n当当串串行行口口以以方方式式2或或方方式式3工工作作,且且SM2=1时时,仅仅当当接接收收到到的的第第9位位数数据据RB8为为1后后,同同时时还还要要接接收收到到停停止止位位的中间时置位的中间

25、时置位RI。n n同样同样同样同样RIRI必须由用户在中断服务程序中清必须由用户在中断服务程序中清必须由用户在中断服务程序中清必须由用户在中断服务程序中清0 0。n n3.中断允许寄存器中断允许寄存器IE(特殊功能寄存器特殊功能寄存器)n n字节地址字节地址字节地址字节地址A8HA8H，位地址分别是位地址分别是位地址分别是位地址分别是A8HA8HAFHAFH。n nIEIE控制控制控制控制CPUCPU对中断源总的开放或禁止以及每个中对中断源总的开放或禁止以及每个中对中断源总的开放或禁止以及每个中对中断源总的开放或禁止以及每个中断源是否允许中断。断源是否允许中断。断源是否允许中断。断源是否允许中

26、断。n n其格式如图所示其格式如图所示其格式如图所示其格式如图所示n n4.中断优先寄存器中断优先寄存器IP(特殊功能寄存器特殊功能寄存器)n n字节地址为字节地址为字节地址为字节地址为B8HB8H，位地址分别是位地址分别是位地址分别是位地址分别是B8HB8HBFH.BFH.n nIPIP用来锁存各中断源优先级的控制位用来锁存各中断源优先级的控制位用来锁存各中断源优先级的控制位用来锁存各中断源优先级的控制位n n其格式如图所示其格式如图所示其格式如图所示其格式如图所示:MCS-51中断优先级中断优先级n nMCS-51单片机的中断系统对优先级的控制单片机的中断系统对优先级的控制比较简单比较简单

27、,只规定了两个中断优先级只规定了两个中断优先级,对于每对于每一个中断源均可编程为高优先级中断或低优一个中断源均可编程为高优先级中断或低优先级中断。先级中断。n n在同在同1个优先级中个优先级中,对对5个中断个中断源的优先次序安源的优先次序安排如下：排如下：外部中断外部中断0(INT0)定时器定时器/计数器计数器T0溢出中断溢出中断(T0)外部中断外部中断1(INT1)定时器定时器/计数器计数器T1溢出中断溢出中断(T1)串行口中断串行口中断(RI+TI)最低优先级最低优先级 最高优先级最高优先级中断响应中断响应n n中断响应可以分为以下几个步骤：中断响应可以分为以下几个步骤：n n1 1、保护

28、断点、保护断点、保护断点、保护断点：即保存下一将要执行的指令的地：即保存下一将要执行的指令的地：即保存下一将要执行的指令的地：即保存下一将要执行的指令的地址，就是把这个地址送入堆栈。址，就是把这个地址送入堆栈。址，就是把这个地址送入堆栈。址，就是把这个地址送入堆栈。n n2 2、寻找中断入口、寻找中断入口、寻找中断入口、寻找中断入口：根据：根据：根据：根据5 5个不同的中断源所产生个不同的中断源所产生个不同的中断源所产生个不同的中断源所产生的中断，查找的中断，查找的中断，查找的中断，查找5 5个不同的入口地址。在这个不同的入口地址。在这个不同的入口地址。在这个不同的入口地址。在这5 5个入口个

29、入口个入口个入口地址处存放有中断处理程序。地址处存放有中断处理程序。地址处存放有中断处理程序。地址处存放有中断处理程序。n n3 3、执行中断服务程序、执行中断服务程序、执行中断服务程序、执行中断服务程序。n n4 4、中断返回、中断返回、中断返回、中断返回：执行完中断指令后，就从中断处：执行完中断指令后，就从中断处：执行完中断指令后，就从中断处：执行完中断指令后，就从中断处返回到主程序，继续执行。返回到主程序，继续执行。返回到主程序，继续执行。返回到主程序，继续执行。中断响应条件中断响应条件n n单片机响应中断的条件为单片机响应中断的条件为单片机响应中断的条件为单片机响应中断的条件为中断源有

30、请求中断源有请求中断源有请求中断源有请求信号信号信号信号(中断允中断允中断允中断允许寄存器许寄存器许寄存器许寄存器IEIE相应位置相应位置相应位置相应位置1),1),且且且且CPUCPU处于处于处于处于开中断开中断开中断开中断状态状态状态状态(即即即即EA=1)EA=1)。这样这样这样这样,在每个机器周期内在每个机器周期内在每个机器周期内在每个机器周期内,单片机对所有中单片机对所有中单片机对所有中单片机对所有中断源都进行顺序检测断源都进行顺序检测断源都进行顺序检测断源都进行顺序检测,并可在任并可在任并可在任并可在任1 1个周期的个周期的个周期的个周期的S6S6期间期间期间期间,找到所有有效的中

31、断请求找到所有有效的中断请求找到所有有效的中断请求找到所有有效的中断请求,还对其优先级进行排队。还对其优先级进行排队。还对其优先级进行排队。还对其优先级进行排队。n n但是，必须满足下列条件：但是，必须满足下列条件：但是，必须满足下列条件：但是，必须满足下列条件：n n(1)(1)无同级或高级中断正在服务无同级或高级中断正在服务无同级或高级中断正在服务无同级或高级中断正在服务;n n(2)(2)现行指令执行到最后现行指令执行到最后现行指令执行到最后现行指令执行到最后1 1个机器周期且已结束个机器周期且已结束个机器周期且已结束个机器周期且已结束;n n(3)(3)若若若若现现现现行行行行指指指指

32、令令令令为为为为RETIRETI或或或或需需需需访访访访问问问问特特特特殊殊殊殊功功功功能能能能寄寄寄寄存存存存器器器器IEIE或或或或IPIP的的的的指指指指令令令令时时时时,执执执执行行行行完完完完该该该该指指指指令令令令且且且且紧紧紧紧随随随随其其其其后后后后的的的的另另另另1 1条条条条指指指指令令令令也也也也已已已已执执执执行完。行完。行完。行完。n n单单单单片片片片机机机机便便便便在在在在紧紧紧紧接接接接着着着着的的的的下下下下1 1个个个个机机机机器器器器周周周周期期期期的的的的S1S1期期期期间间间间响响响响应应应应中断。否则中断。否则中断。否则中断。否则,将丢弃中断查询的结

33、果。将丢弃中断查询的结果。将丢弃中断查询的结果。将丢弃中断查询的结果。中断响应时间中断响应时间n n所所谓谓中中断断响响应应时时间间是是指指从从查查询询中中断断请请求求标标志志位位到到转转入入中中断断服服务务程程序序入入口口地地址址所所需需的的机机器器周期数周期数(对单一中断源而言对单一中断源而言)。n n响响应应中中断断最最短短需需要要3个个机机器器周周期期。若若CPU查查询询中中断断请请求求标标志志的的周周期期正正好好是是执执行行1条条指指令令的的最最后后1个个机机器器周周期期,则则不不需需等等待待就就可可以以响响应应。而而响响应应中中断断执执行行1条条长长调调用用指指令令需需要要2个个机

34、机器器周周期期,加加上上查查询询的的1个个机机器器周周期期,一一共共需需要要3个个机机器周期才开始执行中断服务程序器周期才开始执行中断服务程序。中断处理过程中断处理过程n n1 1关中断关中断关中断关中断：置位中断优先级有效触发器，即屏蔽屏蔽屏蔽屏蔽/关闭其它其它其它其它同级和低级中断请求信号。请求信号。请求信号。请求信号。n n2 2保护断点保护断点保护断点保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前将断点地址压入堆栈保存，即当前将断点地址压入堆栈保存，即当前将断点地址压入堆栈保存，即当前PCPC值入栈。值入栈。值入栈。值入栈。n n3 3寻找中断源寻找中断源寻找中断源寻找中断源：调用中断服务程

35、序中断服务程序中断服务程序中断服务程序入口地址PCPC，转入中断服务。转入中断服务。转入中断服务。转入中断服务。n n4 4保护现场保护现场保护现场保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器将中断服务程序使用的所有寄存器将中断服务程序使用的所有寄存器将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。内容入栈。内容入栈。内容入栈。n n5 5中断处理中断处理中断处理中断处理：执行中断源所要求的程序段。执行中断源所要求的程序段。执行中断源所要求的程序段。执行中断源所要求的程序段。n n6 6恢复现场恢复现场恢复现场恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。恢复被使用寄存器的原有内容。恢复被使用寄存器的原有内容。恢

36、复被使用寄存器的原有内容。n n7 7开中断开中断开中断开中断：允许接受其它中断请求信号。允许接受其它中断请求信号。允许接受其它中断请求信号。允许接受其它中断请求信号。n n8 8中断返回中断返回中断返回中断返回：执行执行执行执行RETIRETI指令，栈顶内容指令，栈顶内容指令，栈顶内容指令，栈顶内容PCPC，程序跳转回断点处。程序跳转回断点处。程序跳转回断点处。程序跳转回断点处。中断响应和中断返回中断响应和中断返回n n中断响应周期时序中断响应周期时序n n每个机器周期采样中断标志位，若有中断请求，每个机器周期采样中断标志位，若有中断请求，每个机器周期采样中断标志位，若有中断请求，每个机器周

37、期采样中断标志位，若有中断请求，将在下一个机器周期按优先级顺序进行中断查询。将在下一个机器周期按优先级顺序进行中断查询。将在下一个机器周期按优先级顺序进行中断查询。将在下一个机器周期按优先级顺序进行中断查询。n n中断响应阻断中断响应阻断n n1.1.当当当当CPUCPU未执行完一条指令。未执行完一条指令。未执行完一条指令。未执行完一条指令。n n2 2当有同级或高级中断服务。当有同级或高级中断服务。当有同级或高级中断服务。当有同级或高级中断服务。n n3 3执行执行执行执行RETIRETI指令或访问指令或访问指令或访问指令或访问IEIE、IPIP的指令后，不能的指令后，不能的指令后，不能的指

38、令后，不能立即响应中断。立即响应中断。立即响应中断。立即响应中断。n n中断返回中断返回n n中断返回指令：中断返回指令：中断返回指令：中断返回指令：RETIRETI=RET=RET指令指令指令指令+通知通知通知通知CPUCPU中断中断中断中断服务已结束。服务已结束。服务已结束。服务已结束。断点断点断点断点主程序主程序主程序主程序执行中断服务程序执行中断服务程序执行中断服务程序执行中断服务程序对中断请求进行处理对中断请求进行处理对中断请求进行处理对中断请求进行处理有中断请求有中断请求有中断请求有中断请求继续执行继续执行继续执行继续执行返回断点返回断点返回断点返回断点根据中断源及根据中断源及根据

39、中断源及根据中断源及其中断入口地址其中断入口地址其中断入口地址其中断入口地址找到中断服务程序找到中断服务程序找到中断服务程序找到中断服务程序响应中断请求响应中断请求响应中断请求响应中断请求返回主程序返回主程序返回主程序返回主程序n n单片机的中断为单片机的中断为单片机的中断为单片机的中断为固定入口式中断固定入口式中断固定入口式中断固定入口式中断，即一响应中断就，即一响应中断就，即一响应中断就，即一响应中断就转入固定入口地址执行中断服务程序。具体入口地转入固定入口地址执行中断服务程序。具体入口地转入固定入口地址执行中断服务程序。具体入口地转入固定入口地址执行中断服务程序。具体入口地址如下：址如下

40、：址如下：址如下：中断源中断源 入口地址入口地址INT0 0003T0 000BHINT1 0013HT1 001BHRI/TI 0023Hn n在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的中在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的中在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的中在这些单元中往往是一些跳转指令，跳到真正的中断服务程序，这是因为给每个中断源安排的空间只断服务程序，这是因为给每个中断源安排的空间只断服务程序，这是因为给每个中断源安排的空间只断服务程序，这是因为给每个中断源安排的空间只有有有有8 8个单元。个单元。个单元。个单元。n n中断请求的撤除中断请求的撤除n n对于定时器对于定

41、时器对于定时器对于定时器T0T0与与与与T1T1的中断请求及边沿触发方式的的中断请求及边沿触发方式的的中断请求及边沿触发方式的的中断请求及边沿触发方式的外部中断外部中断外部中断外部中断0 0和和和和1 1来说来说来说来说,CPUCPU在响应中断后用硬件清除在响应中断后用硬件清除在响应中断后用硬件清除在响应中断后用硬件清除了相应的中断请求标志了相应的中断请求标志了相应的中断请求标志了相应的中断请求标志TF0TF0、TF1TF1、IE0IE0与与与与IE1IE1，即自动撤除了中断请求。即自动撤除了中断请求。即自动撤除了中断请求。即自动撤除了中断请求。外部中断源的扩展外部中断源的扩展n n51系列单

42、片机只有系列单片机只有2个外部中断源信号个外部中断源信号INT0和和INT1，如果应用中有多个外部中断源要求如果应用中有多个外部中断源要求单片机响应，通常的做法是扩展中断控制芯单片机响应，通常的做法是扩展中断控制芯片片8259A。n n一片一片一片一片82598259A A可以扩展可以扩展可以扩展可以扩展8 8个外部中断源，通过级联个外部中断源，通过级联个外部中断源，通过级联个外部中断源，通过级联方式还可以构成更多的中断源。方式还可以构成更多的中断源。方式还可以构成更多的中断源。方式还可以构成更多的中断源。n n除此之外，在如果所要扩展的外部中断源不除此之外，在如果所要扩展的外部中断源不太多的

43、情况下，还可以太多的情况下，还可以利用单片机的利用单片机的P1口来口来扩展扩展。n nITS1ITS1ITS4ITS4是是是是4 4个外个外个外个外部中断源；部中断源；部中断源；部中断源；n n当其中一个发出中断当其中一个发出中断当其中一个发出中断当其中一个发出中断请求时，除了提供一请求时，除了提供一请求时，除了提供一请求时，除了提供一个中断请求信号给个中断请求信号给个中断请求信号给个中断请求信号给INT0INT0，还需要给还需要给还需要给还需要给P1P1口相应引脚一个高电口相应引脚一个高电口相应引脚一个高电口相应引脚一个高电平。平。平。平。n n这这这这4 4个外部中断源的个外部中断源的个外

44、部中断源的个外部中断源的优先级由软件确定，优先级由软件确定，优先级由软件确定，优先级由软件确定，即由检测即由检测即由检测即由检测P1.xP1.x引脚电引脚电引脚电引脚电平的顺序决定。平的顺序决定。平的顺序决定。平的顺序决定。中断程序举例中断程序举例n n在中断服务程序编程时在中断服务程序编程时,首先要首先要对中断系统进对中断系统进行初始化行初始化,也就是对几个特殊功能寄存器的有也就是对几个特殊功能寄存器的有关控制位进行赋值。关控制位进行赋值。n n具体来说具体来说,就是要完成下列工作：就是要完成下列工作：n n(1)(1)打开全局中断允许位打开全局中断允许位打开全局中断允许位打开全局中断允许位

45、EA(EA(在在在在IEIE中中中中)；n n(2)(2)打开相应的中断源；打开相应的中断源；打开相应的中断源；打开相应的中断源；n n(3)(3)设置中断源的优先级别；设置中断源的优先级别；设置中断源的优先级别；设置中断源的优先级别；n n(4)(4)设置外部中断的触发方式设置外部中断的触发方式设置外部中断的触发方式设置外部中断的触发方式(是电平触发还是边是电平触发还是边是电平触发还是边是电平触发还是边沿触发沿触发沿触发沿触发)n n例例例例1 1：若规定外部中断：若规定外部中断：若规定外部中断：若规定外部中断0 0为电平触发方式为电平触发方式为电平触发方式为电平触发方式,高优先级高优先级高

46、优先级高优先级,试写出有关的初始化程序。试写出有关的初始化程序。试写出有关的初始化程序。试写出有关的初始化程序。n n解：一般可采用解：一般可采用解：一般可采用解：一般可采用位操作指令位操作指令位操作指令位操作指令来实现：来实现：来实现：来实现：SETB EA SETB EA ;开中断开中断开中断开中断SETB EX0 SETB EX0 ;允许外中断允许外中断允许外中断允许外中断0 0中断中断中断中断SETB PX0 SETB PX0 ;外中断外中断外中断外中断0 0定为高优先级定为高优先级定为高优先级定为高优先级CLR IT0 ;CLR IT0 ;电平触发电平触发电平触发电平触发n n还可采

47、用还可采用还可采用还可采用字节型指令字节型指令字节型指令字节型指令来实现：来实现：来实现：来实现：MOV IE,#81H MOV IE,#81H ;EA=1,EX0=1;EA=1,EX0=1ORL IP,#01H ORL IP,#01H ;PX0=1;PX0=1ANL TCON,#0FEH ANL TCON,#0FEH ;IT0=0;IT0=0n n例例2：若规定外部中断：若规定外部中断1为边沿触发方式为边沿触发方式,低优低优先级先级,在中断服务程序中将寄存器在中断服务程序中将寄存器B的内容左的内容左环移一位环移一位,B的初值设为的初值设为01H。试编写主程序试编写主程序与中断服务程序。与中断

48、服务程序。n n解：程序如下解：程序如下ORG 0000H ;ORG 0000H ;主程序主程序主程序主程序LJMP MAIN ;LJMP MAIN ;主程序转至主程序转至主程序转至主程序转至MAINMAIN处处处处ORG ORG 0013H0013H ;INT1 ;INT1中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址LJMP INT ;LJMP INT ;中断服务程序转至中断服务程序转至中断服务程序转至中断服务程序转至INTINT处处处处 MAIN:MAIN:SETB EA SETB EA ;开中断开中断开中断开中断 SETB EX1SETB EX1 ;允

49、许外中断允许外中断允许外中断允许外中断1 1中断中断中断中断 CLRCLR PX1PX1 ;设为低优先级设为低优先级设为低优先级设为低优先级 SETBSETB IT1IT1 ;边沿触发边沿触发边沿触发边沿触发 MOV B,MOV B,01H;01H;设设设设B B的初值的初值的初值的初值HALT:SJMP HALT;HALT:SJMP HALT;暂停等待中断暂停等待中断暂停等待中断暂停等待中断 INT:MOV A,B ;ABINT:MOV A,B ;AB RL A ;RL A ;左环移一位左环移一位左环移一位左环移一位 MOV B,A ;MOV B,A ;回送回送回送回送 RETI ;RETI

50、 ;中断返回中断返回中断返回中断返回n n例例例例3:3:试试试试编编编编程程程程实实实实现现现现MCS-51MCS-51单单单单片片片片机机机机单单单单步步步步工工工工作作作作。电电电电路路路路如如如如图图图图所所所所示示示示，要要要要求求求求利利利利用用用用外外外外部部部部中中中中断断断断来来来来实实实实现现现现每每每每按按按按一一一一次次次次按按按按键键键键执执执执行行行行一条指令。一条指令。一条指令。一条指令。解：解：解：解：主程序：主程序：主程序：主程序：CLR IT0CLR IT0SETB EX0SETB EX0SETB PX0SETB PX0SETB EASETB EA 中断服务

51、程序中断服务程序中断服务程序中断服务程序:PT0 PT0：JNB P3.2JNB P3.2，PT0PT0 PT1 PT1：JB P3.2JB P3.2，PT1PT1 RETI RETIn n有以下几点需要说明：有以下几点需要说明：n n(1)(1)由于从由于从由于从由于从00030003HH到到到到00230023HH之间分布了之间分布了之间分布了之间分布了5 5个中断个中断个中断个中断源的入口地址源的入口地址源的入口地址源的入口地址,因此在一般情况下因此在一般情况下因此在一般情况下因此在一般情况下,主程序与中断主程序与中断主程序与中断主程序与中断服务程序均用服务程序均用服务程序均用服务程序均

52、用长转移指令长转移指令长转移指令长转移指令移至其它区域。移至其它区域。移至其它区域。移至其它区域。n n(2)(2)本例中未考虑本例中未考虑本例中未考虑本例中未考虑保护现场与恢复现场保护现场与恢复现场保护现场与恢复现场保护现场与恢复现场的问题的问题的问题的问题,是是是是否需要否需要否需要否需要,应视具体情况而定。应视具体情况而定。应视具体情况而定。应视具体情况而定。n n(3)(3)本例是单级中断本例是单级中断本例是单级中断本例是单级中断,若为多级中断若为多级中断若为多级中断若为多级中断,则情况要复杂则情况要复杂则情况要复杂则情况要复杂得多。得多。得多。得多。n n(4)(4)主程序处于暂停等

53、待中断只是为了举例方便起主程序处于暂停等待中断只是为了举例方便起主程序处于暂停等待中断只是为了举例方便起主程序处于暂停等待中断只是为了举例方便起见见见见,在实际的单片机控制系统中一般是不会这样用在实际的单片机控制系统中一般是不会这样用在实际的单片机控制系统中一般是不会这样用在实际的单片机控制系统中一般是不会这样用的。的。的。的。处理外部中断举例处理外部中断举例n n要求每次按动按键，使外接发光二极管要求每次按动按键，使外接发光二极管LED改变一次亮灭状态。改变一次亮灭状态。n n设设INT0输入按键信号，输入按键信号，P1.0输出改变输出改变LED状状态。态。n n1.跳变跳变(边沿边沿)触发

54、：触发：n n每次跳变引起一次每次跳变引起一次每次跳变引起一次每次跳变引起一次 中断请求。中断请求。中断请求。中断请求。单片机单片机INT01+5VP1.0 ORGORG0000H 0000H ；复位入口复位入口复位入口复位入口 AJMP MAINAJMP MAIN ORGORG0003H0003H ；INT0INT0中断入口中断入口中断入口中断入口 AJMPAJMPPINT0PINT0 ORG ORG0100H 0100H ；主程序主程序主程序主程序MAINMAIN：MOV SPMOV SP，#40H#40H ；设栈底设栈底设栈底设栈底 SETBSETBEAEA ；开总允许开关开总允许开关开

55、总允许开关开总允许开关 SETBSETBEX0EX0 ；开开开开INT0INT0中断中断中断中断 SETB PX0SETB PX0 ；外中断外中断外中断外中断0 0定为高优先级定为高优先级定为高优先级定为高优先级 SETBIT0 ；负跳变触发中断负跳变触发中断 H H：SJMP SJMPH H ；执行其它任务执行其它任务执行其它任务执行其它任务 ORGORG0200H 0200H ；中断服务程序中断服务程序中断服务程序中断服务程序PINT0PINT0：CPL P1.0 CPL P1.0 ；P1.0P1.0状态取反，改变状态取反，改变状态取反，改变状态取反，改变LEDLED RETIRETI ；

56、返回主程序返回主程序返回主程序返回主程序n n2.电平触发：避免一次按键引起多次中断响电平触发：避免一次按键引起多次中断响应。应。n n1)1)软件等待按键释放。软件等待按键释放。软件等待按键释放。软件等待按键释放。n n2)2)硬件清除中断信号。硬件清除中断信号。硬件清除中断信号。硬件清除中断信号。单片机单片机INT0P1.01+5VORG 0000H ；复复位位入入口口AJMP MAINORG 0003H ；中中断断入入口口AJMP PINT0 ORG 0100H ；主程序主程序MAIN:MOV SP，#40H ；设栈底设栈底 SETB EA ；开总允许开关开总允许开关SETB EX0 ；

57、开开INT0中断中断SETB PX0 ；外中断外中断外中断外中断0 0定为高优先级定为高优先级定为高优先级定为高优先级 CLR IT0 ；低电平触发中断低电平触发中断H：SJMP H ；执行其它任务执行其它任务ORG 0200H；中断服务程序中断服务程序PINT0:CPL P1.0；改变改变LEDWAIT:JNB P3.2WAIT:JNB P3.2，WAITWAIT；等按键释放等按键释放等按键释放等按键释放RETI ；返回主程序返回主程序P1口P3.0QDCLKCLR选通信号+5V1INT0数据8051n n图为单片机数据传输示意图。图为单片机数据传输示意图。n n外设数据经外设数据经外设数据

58、经外设数据经P1P1口输入单片机，每准备好一个数据，口输入单片机，每准备好一个数据，口输入单片机，每准备好一个数据，口输入单片机，每准备好一个数据，外设发出选通信号，经触发器和非门至外设发出选通信号，经触发器和非门至外设发出选通信号，经触发器和非门至外设发出选通信号，经触发器和非门至INT0INT0。n n数据传送过程：数据传送过程：n n外设每准备好一个数据后，发出选通信号，使触外设每准备好一个数据后，发出选通信号，使触外设每准备好一个数据后，发出选通信号，使触外设每准备好一个数据后，发出选通信号，使触发器输出发器输出发器输出发器输出1 1再经非门得再经非门得再经非门得再经非门得0 0至至至

59、至INT0INT0，向向向向CPUCPU发出中发出中发出中发出中断请求断请求断请求断请求;n nCPU CPU 响应这个中断请求后，在中断处理程序中先响应这个中断请求后，在中断处理程序中先响应这个中断请求后，在中断处理程序中先响应这个中断请求后，在中断处理程序中先撤除中断请求信号撤除中断请求信号撤除中断请求信号撤除中断请求信号(通过通过通过通过P3.0=0P3.0=0，使使使使INT0=1)INT0=1)，再由，再由，再由，再由P1P1口输入数据到单片机内部。口输入数据到单片机内部。口输入数据到单片机内部。口输入数据到单片机内部。ORG 0000H ORG 0000HSTART:LJMP MA

60、INSTART:LJMP MAIN ORG 0003H ORG 0003H LJMP PINT0 LJMP PINT0 ORG 0030H;ORG 0030H;主程序主程序主程序主程序MAIN:MAIN:CLR IT0 ;CLR IT0 ;低电平触发低电平触发低电平触发低电平触发 SETB EASETB EA SETB EX0 ;SETB EX0 ;开中断开中断开中断开中断 MOV DPTR,#1000HMOV DPTR,#1000H .ORG 0100H ORG 0100HPINT0:PUSH PSW;PINT0:PUSH PSW;中断处理程序中断处理程序中断处理程序中断处理程序 PUSH

61、ACCPUSH ACC CLR P3.0;CLR P3.0;撤除撤除撤除撤除INT0INT0NOPNOPNOPNOPMOV A,P1 ;MOV A,P1 ;输入数据输入数据输入数据输入数据MOVX DPTR,A ;MOVX DPTR,A ;保存数据保存数据保存数据保存数据INC DPTRINC DPTR.POP ACC ;POP ACC ;恢复现场恢复现场恢复现场恢复现场POP PSWPOP PSWRETI ;RETI ;返回主程序返回主程序返回主程序返回主程序例：定时器中断的实现例：定时器中断的实现n n要求：从要求：从P1.0端口线上输出周期为端口线上输出周期为2ms的方的方波脉冲，设单片

62、机晶振频率波脉冲，设单片机晶振频率fosc=6MHz。n n方法：利用定时器方法：利用定时器T0作作1ms定时，达到定时定时，达到定时值后引起中断，在中断服务程序中使值后引起中断，在中断服务程序中使P1.0的的状态取一次反，并再次定时状态取一次反，并再次定时1ms；然后循环然后循环执行。执行。n n定时初值：定时初值：MC=12/fosc=2s，定时定时1ms所需机器周期个数所需机器周期个数=500=01F4H，设设T0为为工作方式工作方式1，则定时初值为，则定时初值为FE0CH。ORG 0100H ORG 0100H ORG 0100H ORG 0100H ；从从从从010001000100

63、0100H H H H地址开始安排程序地址开始安排程序地址开始安排程序地址开始安排程序START:MOV TMOD,#01HSTART:MOV TMOD,#01HSTART:MOV TMOD,#01HSTART:MOV TMOD,#01H；T0T0T0T0为定时器状态，工作方式为定时器状态，工作方式为定时器状态，工作方式为定时器状态，工作方式1 1 1 1 MOV TL0,#0CH MOV TL0,#0CH MOV TL0,#0CH MOV TL0,#0CH ；T0T0T0T0的低位定时初值的低位定时初值的低位定时初值的低位定时初值 MOV TH0,#0FEH MOV TH0,#0FEH MO

64、V TH0,#0FEH MOV TH0,#0FEH ；T0T0T0T0的高位定时初值的高位定时初值的高位定时初值的高位定时初值 SETB EA SETB EA SETB EA SETB EA ；1EA1EA1EA1EA，亦即允许全局中断亦即允许全局中断亦即允许全局中断亦即允许全局中断 SETB ET0 SETB ET0 SETB ET0 SETB ET0 ；1ET01ET01ET01ET0，亦即允许亦即允许亦即允许亦即允许T0T0T0T0中断中断中断中断 MOV TCON,#10H MOV TCON,#10H MOV TCON,#10H MOV TCON,#10H ；打开打开打开打开T0T0T

65、0T0 AJMP$AJMP$AJMP$AJMP$；动态暂停动态暂停动态暂停动态暂停 ORG 000BH ORG 000BH ORG 000BH ORG 000BH ；T0T0T0T0中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址中断服务程序入口地址 MOV TL0,#0CH MOV TL0,#0CH MOV TL0,#0CH MOV TL0,#0CH；重置定时器初值重置定时器初值重置定时器初值重置定时器初值 MOV TH0,#0FEH MOV TH0,#0FEH MOV TH0,#0FEH MOV TH0,#0FEH CPL P1.0 CPL P1.0 CPL P1.0 CPL P1.0 ；P1.0P1.0P1.0P1.0取反取反取反取反 RETI RETI RETI RETI ；中断返回中断返回中断返回中断返回