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1、第8章 中断系统 第第8章章 中断系统中断系统 教学目标及要求教学目标及要求:1 了解单片机中断源了解单片机中断源2 掌握单片机中断系统的控制掌握单片机中断系统的控制主要内容主要内容:1 80C51的中断系统的中断系统 2 中断处理过程中断处理过程 3 扩充外部中断源扩充外部中断源 4 中断系统的应用中断系统的应用 教学重点和难点：教学重点和难点：重点熟悉单片机的中断系统的控制，难点掌握中断处理过程重点熟悉单片机的中断系统的控制，难点掌握中断处理过程中的中断响应条件及中断程序的编写。中的中断响应条件及中断程序的编写。第8章 中断系统 8.1 中中 断断 的的 概概 述述 1. 中断中断 中断是
2、指计算机在执行某一程序的过程中中断是指计算机在执行某一程序的过程中, 由于计算机系统内、由于计算机系统内、 外的某种原外的某种原因因, 而必须中止原程序的执行而必须中止原程序的执行, 转去执行相应的处理程序转去执行相应的处理程序, 待处理结束之后待处理结束之后, 再回来再回来继续执行被中止的原程序的过程。继续执行被中止的原程序的过程。 采用了中断技术后的计算机采用了中断技术后的计算机, 可以解决可以解决CPU与外设之间速度与外设之间速度匹配的问题匹配的问题, 使计算机可以及时处理系统中许多随机的参数和信使计算机可以及时处理系统中许多随机的参数和信息息, 同时同时, 它也提高了计算机处理故障与应
3、变的能它也提高了计算机处理故障与应变的能力。力。 例如：篮球比赛中，一方要求暂停申请中断，经裁判同意响应中断，双方停下比赛，去商量对策中断处理，暂停时间到，回到场上继续比赛中断返回。第8章 中断系统 8.1 中中 断断 的的 概概 述述 引进中断技术的优点引进中断技术的优点1、分时操作、分时操作解决快速的解决快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾，可以与慢速的外设之间的矛盾，可以使使CPU和外设同时工作。和外设同时工作。CPU在启动外设后，继在启动外设后，继续执行主程序，同时外设也在工作。续执行主程序，同时外设也在工作。2、实现实时处理、实现实时处理外设的变化量可根据要求随时向外设的变化量可根据要
4、求随时向CPU发出中断请发出中断请求，要求求，要求CPU及时处理，及时处理，CPU可以马上响应加以可以马上响应加以处理。处理。 3、故障处理、故障处理第8章 中断系统 调用中断服务程序与调用子程序的主要区别：调用中断服务程序与调用子程序的主要区别：1、调用子程序指令在程序中是事先安排好的；调、调用子程序指令在程序中是事先安排好的；调用子程序指令在程序中是用子程序指令在程序中是事先安排好的事先安排好的；2、而何时调用中断服务程序事先却无法确而何时调用中断服务程序事先却无法确知，因为中断的发生是由外部因素决定的，知，因为中断的发生是由外部因素决定的，程序中无法事先安排调用指令，因而调用中程序中无法
5、事先安排调用指令，因而调用中断服务程序的过程是由断服务程序的过程是由硬件自动完成硬件自动完成的。的。第8章 中断系统 中断请求与控制主程序响应中断请求中断服务程序返回主程序RETI继续执行主程序断点断点第8章 中断系统 图图8 - 3 80C51的中断系统（的中断系统（P145） 第8章 中断系统 8.2.1 中断源中断源 第8章 中断系统 1. 特殊功能寄存器特殊功能寄存器TCON中的标志中的标志 TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0(MSB)(LSB)图 5.2 TCON格式 第8章 中断系统 2. 特殊功能寄存器特殊功能寄存器SCON 图图 5.3 SCON格式 SM0SM1
6、SM2RENTB0RB0TIRI(MSB)LSB第8章 中断系统 5.2.2 中断控制中断控制 1. 中断允许控制中断允许控制 MCS - 51单片机有 5个（8052有 6个）中断源, 为了使每个中断源都能独立地被允许或禁止, 以便用户能灵活使用, 它在每个中断信号的通道中设置了一个中断屏蔽触发器。 只有该触发器有效, 它所对应的中断请求信号才能进入CPU, 即此类型中断开放。 否则, 即使其对应的中断标志位置1, CPU也不会响应中断, 即此类型中断被屏蔽了。同时CPU内还设置了一个中断允许触发器, 它控制CPU能否响应中断。 第8章 中断系统 图 5.4 IE格式 EA-ESET1EX1
7、ET0EX0(MSB)(LSB)第8章 中断系统 2. 中断优先级中断优先级 -PSPT1PX1PT0PX0(MSB)(LSB)IP的格式 (最低级)(最高级)第8章 中断系统 8 .3 中断出理（响应）的过程中断出理（响应）的过程 (1) 在每条指令结束后在每条指令结束后, 系统都自动检测中断请求信号系统都自动检测中断请求信号, 如果如果有中断请求，且有中断请求，且CPU处于开中断状态下处于开中断状态下, 则响应中断。则响应中断。 (2) 保护现场保护现场, 在保护现场前在保护现场前, 一般要关中断一般要关中断, 以防止现场被以防止现场被破坏。保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推
8、破坏。保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推入堆栈。入堆栈。 (3) 中断服务中断服务, 即为相应的中断源服务。即为相应的中断源服务。 第8章 中断系统 8 .3 中断出理（响应）的过程中断出理（响应）的过程 (4) 恢复现场恢复现场, 用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来, 在在恢复现场前要关中断恢复现场前要关中断, 以防止现场被破坏。在恢复现场后应及以防止现场被破坏。在恢复现场后应及时开中断。时开中断。 (5) 返回返回, 此时此时CPU将推入到堆栈的断点地址弹回到将推入到堆栈的断点地址弹回到程序计程序计数器数器, 从而使从而使CPU继续执行刚
9、才被中断的程序。继续执行刚才被中断的程序。 第8章 中断系统 中断响应的条件中断响应的条件 （1）有中断源发出中断申请；）有中断源发出中断申请；（2）中断总允许位）中断总允许位 EA=1；（3）申请中断的中断源的中断允许位为）申请中断的中断源的中断允许位为1。 但但CPU 正在执行一个高一级的中断服务程序时不会响应。正在执行一个高一级的中断服务程序时不会响应。 第8章 中断系统 清除相应的中断请求标志位：清除相应的中断请求标志位： （1）定时器溢出（）定时器溢出（TF） 及及 外部中断（外部中断（I T 边沿触发）的边沿触发）的中断标志在中断响应后，自动清除；中断标志在中断响应后，自动清除；
10、（2）串行口中断标志（）串行口中断标志（TI / RI），不能自动清除，必须用），不能自动清除，必须用指令去清；指令去清； （3）外部中断（）外部中断（I T 电平触发），不能自动清除，在用指电平触发），不能自动清除，在用指令去清之前，应撤除外中断口（令去清之前，应撤除外中断口（INT0 / INT1）上的低电平）上的低电平；第8章 中断系统 第8章 中断系统 INT1: ; 中断服务程序 PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL POP DPL POP DPH POP ACC RETI 第8章 中断系统 8.4 中断系统的应用中断系统的应用 8.4.1 利用定时器扩充外部中断源利
11、用定时器扩充外部中断源 例例 3 假设有一个用户系统中已使用了两个外部中断源, 并置定时器 T1 于方式2, 作串行口波特率发生器用, 现要求再增加一个外部中断源, 并由 P1.0 口输出一个 5K Hz的方波（假设晶振频率为 6 MHz）。第8章 中断系统 多中断源：多中断源： MCS - 51 单片机有两个外部中断输入端单片机有两个外部中断输入端, 当有当有 2 个以上个以上中断源时中断源时, 它的中断输入端就不够了。此时它的中断输入端就不够了。此时, 可以可以采用中断与采用中断与查询相结合查询相结合的方法来实现。的方法来实现。 可以使每个中断源都接在同一可以使每个中断源都接在同一个外部中
12、断输入端上个外部中断输入端上, 同时利用输入口线作为多中断源情况同时利用输入口线作为多中断源情况下各中断源的识别线。下各中断源的识别线。第8章 中断系统 图 8.6 多中断源 第8章 中断系统 ORG 0003H LJMP INT0INT0: PUSH PSW PUSH ACC JB P0.7, DV1 JB P0.6, DV2 JB P0.5, DV3 JB P0.4, DV4GOBACK: POP ACC POP PSW RETI DV1: ; 装置1中断服务程序 第8章 中断系统 AJMP GOBACKDV2: ; 装置2中断服务程序 AJMP GOBACKDV3: ; 装置3中断服务程序 AJMP GOBACKDV4: ; 装置4中断服务程序 AJMP GOBACK 第8章 中断系统 参考书目参考书目1、张友德编单片微型机原理、应用与实验（第三版），复旦大学出版社2、张迎新单片微机原理（初级），北航出版社作业： P1653、6、9、11
