第5章IO接口傳輸方式及其中斷技術(shù)(趙永熹制作)1

1、第第5章章 I/O接口傳輸方式及其接口傳輸方式及其中斷技術(shù)中斷技術(shù) 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本章學(xué)習(xí)目標(biāo) v了解了解I/O的基本概念，的基本概念，掌握掌握I/O端口的編址端口的編址v掌握掌握輸入輸出的基本方法：無條件、查詢、輸入輸出的基本方法：無條件、查詢、中斷、中斷、DMAvMCS-51MCS-51單片機(jī)中斷源的種類及工作方式單片機(jī)中斷源的種類及工作方式v中斷控制寄存器中斷控制寄存器IEIE、中斷優(yōu)先級寄存器、中斷優(yōu)先級寄存器IPIP及定時(shí)器及定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器及外部中斷控制寄存器計(jì)數(shù)器及外部中斷控制寄存器TCONTCON的使用方法的使用方法vMCS-51MCS-51型單片機(jī)中斷響應(yīng)過程型單片機(jī)中斷響應(yīng)

2、過程v外部中斷的結(jié)構(gòu)及原理外部中斷的結(jié)構(gòu)及原理微型計(jì)算機(jī)中I/O接口的作用存儲器MI/O接口輸入設(shè)備II/O接口數(shù)據(jù)總線 DB控制總線 CB地址總線 AB輸出設(shè)備OCPU什么是什么是I/O接口（電路）接口（電路） I/OI/O接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來協(xié)助完成數(shù)據(jù)接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務(wù)的邏輯電路，傳送和控制任務(wù)的邏輯電路，I/OI/O接口接口就是就是CPUCPU與外與外設(shè)的連接部件。設(shè)的連接部件。 PCPC機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯片、機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯片、I/OI/O總線槽的電路總線槽的電路板（適配器）都是板（適配器）都是I/OI/O接口電路接口電路接口在C

3、PU與外設(shè)之間5.1 5.1 I/OI/O接口接口電路電路I/O接口的定義接口的定義 把外設(shè)連接到總線上的一組邏輯電路的總稱。把外設(shè)連接到總線上的一組邏輯電路的總稱。實(shí)現(xiàn)外設(shè)與主機(jī)之間的實(shí)現(xiàn)外設(shè)與主機(jī)之間的信息交換。信息交換。 I/O接口要解決的問題接口要解決的問題 速度速度匹配匹配(Buffer) 信號信號電平電平和和驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)能力能力(電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器) 信號信號形式形式匹配匹配(A/D、D/A) 信息信息格式格式(字節(jié)流、塊、數(shù)據(jù)包、幀字節(jié)流、塊、數(shù)據(jù)包、幀) 時(shí)序時(shí)序匹配匹配(定時(shí)關(guān)系定時(shí)關(guān)系) 總線總線隔離隔離(三態(tài)門三態(tài)門) 1. I/O地址譯碼與設(shè)備選擇地址譯碼

4、與設(shè)備選擇 把把選中的與總線相接，未選中的與總線隔離（高選中的與總線相接，未選中的與總線隔離（高阻態(tài)阻態(tài)）。 2. 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的緩沖與暫存的緩沖與暫存緩解接口與緩解接口與CPU工作工作速度的差異速度的差異 輸出接口有鎖存環(huán)節(jié) 輸入接口有緩沖環(huán)節(jié) 3. 對對外設(shè)進(jìn)行監(jiān)測、控制與管理，中斷處理外設(shè)進(jìn)行監(jiān)測、控制與管理，中斷處理信號電平與類型的信號電平與類型的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換形式形式、格式、電平、功率、碼制等、格式、電平、功率、碼制等 I/OI/O接口的功能接口的功能 I/O端口：端口： I/O信息信息的三種的三種類型類型：數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)。：數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài)。 傳送這三類傳送這三類信息的通道信息的通道分別稱

5、為：數(shù)據(jù)端分別稱為：數(shù)據(jù)端口口(I、O)、命令端口、命令端口(O)、狀態(tài)端口、狀態(tài)端口(I)。不同外設(shè)具有的端口數(shù)各不相同，計(jì)算機(jī)中不同外設(shè)具有的端口數(shù)各不相同，計(jì)算機(jī)中為每一個(gè)端口都賦予一個(gè)惟一編號為每一個(gè)端口都賦予一個(gè)惟一編號稱為稱為端口地址端口地址(或端口號或端口號)。端口有端口有兩種編址方式：兩種編址方式：統(tǒng)一統(tǒng)一編址和編址和獨(dú)立獨(dú)立編址。編址。I/OI/O接口的編址方式接口的編址方式I/OI/O接口電路的基本結(jié)構(gòu)接口電路的基本結(jié)構(gòu)定義定義 把外設(shè)接口與內(nèi)存統(tǒng)一把外設(shè)接口與內(nèi)存統(tǒng)一進(jìn)行編址。各占據(jù)統(tǒng)一地址空進(jìn)行編址。各占據(jù)統(tǒng)一地址空間的不同部分。間的不同部分。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)指令統(tǒng)一，靈活；指

6、令統(tǒng)一，靈活；訪問控制信號統(tǒng)一，使用同訪問控制信號統(tǒng)一，使用同一組的地址一組的地址/控制信號?？刂菩盘?。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)內(nèi)存可用地址空間內(nèi)存可用地址空間減小減小0地址空間(共1MB)內(nèi)存地址(960KB)I/O地址(64KB)FFFFFHEFFFFHF0000H1. 統(tǒng)一編址統(tǒng)一編址（例如（例如: MCS-51單片機(jī)）單片機(jī)） 定義定義: 外設(shè)地址空間和內(nèi)存地址空間外設(shè)地址空間和內(nèi)存地址空間相互獨(dú)立相互獨(dú)立。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)存地址空間不受內(nèi)存地址空間不受I/O編址的影響編址的影響缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：I/O指令功能較弱，使用不同的讀寫控指令功能較弱，使用不同的讀寫控制信號。制信號。00000H內(nèi)存地址空間內(nèi)存空

7、間(1MB)I/O空間(64KB)FFFFHFFFFFHI/O地址空間0000H2. 獨(dú)立編址獨(dú)立編址（例如（例如: 8088/8086 微機(jī)系統(tǒng)）微機(jī)系統(tǒng)）MCS-51單片機(jī)單片機(jī)8088/80865 5.2 .2 I/OI/O接口數(shù)據(jù)傳送接口數(shù)據(jù)傳送的的控制控制方式方式 主機(jī)與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的控制方式主機(jī)與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的控制方式有有以下以下四種：四種：無條件無條件傳送傳送查詢查詢(條件條件)方式傳送方式傳送中斷中斷方式傳送方式傳送直接存儲器存取直接存儲器存取(DMA, Direct Memory Access)無條件傳送方式無條件傳送方式 適用場合：適用場合：適用于適用于總是處于準(zhǔn)備

8、好狀態(tài)總是處于準(zhǔn)備好狀態(tài)（定（定時(shí)固定或已知）時(shí)固定或已知）的外設(shè)的外設(shè) 以下以下簡單外設(shè)簡單外設(shè)可采用無條件傳送方式：可采用無條件傳送方式：開關(guān)開關(guān)發(fā)光器件發(fā)光器件(如發(fā)光二極管、如發(fā)光二極管、7段數(shù)碼管、燈段數(shù)碼管、燈泡等泡等)繼電器繼電器步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：軟件及接口硬件簡單軟件及接口硬件簡單 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：只適用于簡單外設(shè)，適應(yīng)范圍較窄只適用于簡單外設(shè)，適應(yīng)范圍較窄查詢查詢(條件條件)方式傳送方式傳送 適用場合：適用場合：適用于外設(shè)并不總是準(zhǔn)備好，適用于外設(shè)并不總是準(zhǔn)備好，而且對傳送速率、傳送效率要求不高的場而且對傳送速率、傳送效率要求不高的場合。合。 CPU在與外設(shè)交換數(shù)據(jù)前

9、必須詢問外設(shè)狀在與外設(shè)交換數(shù)據(jù)前必須詢問外設(shè)狀態(tài)態(tài)“你準(zhǔn)備好沒有？你準(zhǔn)備好沒有？” 對外設(shè)的要求：對外設(shè)的要求：應(yīng)提供設(shè)備狀態(tài)信息應(yīng)提供設(shè)備狀態(tài)信息 對接口的要求：對接口的要求：需要提供狀態(tài)端口需要提供狀態(tài)端口 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：軟件比較簡單軟件比較簡單 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：CPU效率低，數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)性差，效率低，數(shù)據(jù)傳送的實(shí)時(shí)性差， 速度較慢速度較慢查詢查詢方式的流程圖方式的流程圖超時(shí)?READY?與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換超時(shí)錯(cuò)讀入并測試外設(shè)狀態(tài)YNYN傳送完？防止死循環(huán)復(fù)位計(jì)時(shí)器NY例如：例如：用查詢方式進(jìn)行輸出用查詢方式進(jìn)行輸出 外設(shè)狀態(tài)端口地址為外設(shè)狀態(tài)端口地址為3FBH，第，第5位位(D5)為狀態(tài)標(biāo)志

10、（為狀態(tài)標(biāo)志（=1忙，忙，=0準(zhǔn)備好）準(zhǔn)備好） 外設(shè)數(shù)據(jù)端口地址為外設(shè)數(shù)據(jù)端口地址為3F8H，寫入數(shù)，寫入數(shù)據(jù)會使?fàn)顟B(tài)標(biāo)志置據(jù)會使?fàn)顟B(tài)標(biāo)志置1 ；外設(shè)把數(shù)據(jù)讀走；外設(shè)把數(shù)據(jù)讀走后又把它置后又把它置0。 試畫出其電路圖。（電路圖見下頁）試畫出其電路圖。（電路圖見下頁）D5D7-D0A9|A31&A15 |A101IOWD7-D03F8H外設(shè)D7D6D5D4D3D2D1D0BUSYCPQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0狀態(tài)端口GG2AG2BCBAA2A1A074LS138Y01IORY3OE74LS374CPQQDSSTROBE3FBH思考: 程序段？打印機(jī)（1忙/0閑）中斷方式中斷方式傳送

11、傳送 概念概念: CPU無需循環(huán)查詢外設(shè)狀態(tài)，而是外無需循環(huán)查詢外設(shè)狀態(tài)，而是外部設(shè)備在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)才中斷部設(shè)備在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)才中斷CPU正正在進(jìn)行的工作，讓在進(jìn)行的工作，讓CPU來為其服務(wù)。即來為其服務(wù)。即CPU在沒有外設(shè)請求時(shí)可以去做更重要的事情，在沒有外設(shè)請求時(shí)可以去做更重要的事情，有請求時(shí)才去傳輸數(shù)據(jù)，從而大大提高了有請求時(shí)才去傳輸數(shù)據(jù)，從而大大提高了CPU的利用率。的利用率。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：CPU效率高，實(shí)時(shí)性好，速度快。效率高，實(shí)時(shí)性好，速度快。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：程序編制較為復(fù)雜。程序編制較為復(fù)雜。DMA傳輸傳輸 前面三種前面三種I/O方式共性方式共性: 都需要都需要CPU作

12、為中介：作為中介： 外設(shè)外設(shè) CPU 內(nèi)存內(nèi)存 兩個(gè)含義：兩個(gè)含義：1）軟件：）軟件：外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過CPU執(zhí)行程序來完成的（執(zhí)行程序來完成的（PIO方式）；方式）；2）硬件：）硬件：I/O接口和存儲器的讀寫控制信號、接口和存儲器的讀寫控制信號、地址信號都是由地址信號都是由CPU發(fā)出的（總線由發(fā)出的（總線由CPU控控制）。制）。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速：程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速度（約為幾十度（約為幾十KB/秒）秒） 解決辦法：解決辦法：DMA傳輸傳輸 DMA傳輸傳輸: 外設(shè)外設(shè) 內(nèi)存內(nèi)存外設(shè)直接與存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換外設(shè)直接

13、與存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 ，CPU不再擔(dān)當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎撸徊辉贀?dān)當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎?；總線由總線由DMA控制器（控制器（DMAC）進(jìn)行控制進(jìn)行控制（CPU要放棄總線控制權(quán)），內(nèi)存要放棄總線控制權(quán)），內(nèi)存/外設(shè)外設(shè)的地址和讀寫控制信號均由的地址和讀寫控制信號均由DMAC提供。提供。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸由由DMA硬件來控制，數(shù)據(jù)硬件來控制，數(shù)據(jù)直接在內(nèi)存和外設(shè)之間交換，可以達(dá)到很直接在內(nèi)存和外設(shè)之間交換，可以達(dá)到很高的傳輸速率（可達(dá)幾高的傳輸速率（可達(dá)幾MB/秒）秒）中斷的概念中斷的概念 執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回5.3 MCS-515.3 M

14、CS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 0INT010110101010100TF1INT1TF1T1R0IT1IT0IEIE0EX0ET1EX1ETES中斷源開放中斷開放EA級寄存器中斷優(yōu)先0PX0PT1PX1PTPS查詢硬件請求高級中斷中斷源中斷源向量中斷向量中斷請求低級中斷中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 中斷源入口地址具體入口如下： 中斷源 入口地址 INT0 0003H T0 000BH INT1 0013H T1 001BH RI/TI 0023H 在這些單元中往往是一些跳轉(zhuǎn)指令，跳到真正的中斷服務(wù)程序，這是因?yàn)榻o每個(gè)中斷源安排的空間只有8個(gè)單元。 1. 1. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)（1

15、 1）分時(shí)操作）分時(shí)操作（2 2）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理）實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理（3 3）故障處理）故障處理2. 2. 中斷的功能中斷的功能 (1) (1) 實(shí)現(xiàn)中斷及返回實(shí)現(xiàn)中斷及返回(2) (2) 能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊(duì)能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排隊(duì) (3) (3) 能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套 1.1.中斷源中斷源 共有共有5 5個(gè)中斷源，分別是個(gè)中斷源，分別是外部中斷外部中斷2 2個(gè)、個(gè)、定時(shí)中定時(shí)中斷斷2 2個(gè)和個(gè)和串行中斷串行中斷1 1個(gè)，它們是：個(gè)，它們是：外部中斷外部中斷00INT0INT0，由，由P3.2P3.2提供提供外部中斷外部中斷11INT1INT1，由，由P3.3P3.3提供，外部中斷有兩提供，外部中斷有兩

16、種信號方式，即種信號方式，即電平電平方式和方式和脈沖脈沖方式。方式。T0T0溢出中斷溢出中斷 由片內(nèi)定時(shí)由片內(nèi)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0提供提供T1T1溢出中斷溢出中斷 由片內(nèi)定時(shí)由片內(nèi)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1提供提供串行口中斷串行口中斷RI/TIRI/TI 由片內(nèi)串行口提供由片內(nèi)串行口提供中斷請求2中斷請求標(biāo)志中斷請求標(biāo)志 在中斷請求被響應(yīng)前，中斷請求是由在中斷請求被響應(yīng)前，中斷請求是由CPUCPU鎖鎖存在特殊功能寄存器存在特殊功能寄存器TCONTCON和和SCONSCON的相應(yīng)中斷標(biāo)的相應(yīng)中斷標(biāo)志位中。志位中。與中斷控制有關(guān)的控制寄存器有與中斷控制有關(guān)的控制寄存器有4 4個(gè)：個(gè)：TC

17、ON-TCON-定時(shí)控制寄存器定時(shí)控制寄存器 IE-IE-中斷允許控制寄存器中斷允許控制寄存器IP-IP-中斷優(yōu)先級控制寄存器中斷優(yōu)先級控制寄存器SCON-SCON-及串行口控制寄存器及串行口控制寄存器 （1 1）定時(shí)控制寄存器）定時(shí)控制寄存器TCON TCON D7D6D5D4D3D2D1D0TF1TF0IE1 IT1 IE0 IT0中斷請求標(biāo)志觸發(fā)方式選擇0 低電平1 下降沿1 1）TCON.7 TF1TCON.7 TF1：T1T1溢出中斷標(biāo)志。溢出中斷標(biāo)志。T1T1被啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，從被啟動(dòng)計(jì)數(shù)后，從初值開始加初值開始加1 1計(jì)數(shù)，直至計(jì)滿溢出由硬件使計(jì)數(shù)，直至計(jì)滿溢出由硬件使TF1=lTF

18、1=l，向，向CPUCPU請求中斷，此標(biāo)志一直保持到請求中斷，此標(biāo)志一直保持到CPUCPU響應(yīng)中斷后，才由硬件響應(yīng)中斷后，才由硬件自動(dòng)清自動(dòng)清“0”0”。也可用軟件查詢該標(biāo)志，并由軟件清。也可用軟件查詢該標(biāo)志，并由軟件清“0”0”。2 2）TCON.5 TF0TCON.5 TF0：T0T0溢出中斷標(biāo)志。其操作功能類似于溢出中斷標(biāo)志。其操作功能類似于TF1TF1。3 3）TCON.3 IE1TCON.3 IE1：外部中斷外部中斷1 1標(biāo)志。標(biāo)志。IE1=1IE1=1表明外部中斷表明外部中斷1 1向向CPUCPU申請中斷。申請中斷。4 4）TCON.1 IE0TCON.1 IE0：外部中斷外部中斷

19、0 0標(biāo)志。其操作功能與標(biāo)志。其操作功能與IE1IE1類似類似。 （2）串行口控制寄存器SCON D7D6D5D4D3D2D1D0TIRI串行中斷請求標(biāo)志1 1）SCON.1 SCON.1 TITI：串行發(fā)送中斷標(biāo)志。串行發(fā)送中斷標(biāo)志。CPUCPU將一個(gè)字節(jié)將一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器SBUFSBUF后啟動(dòng)發(fā)送，每發(fā)送完一個(gè)后啟動(dòng)發(fā)送，每發(fā)送完一個(gè)串行幀，硬件置位串行幀，硬件置位TITI。但。但CPUCPU響應(yīng)中斷后，并不能自響應(yīng)中斷后，并不能自動(dòng)清除動(dòng)清除TITI標(biāo)志，必須由軟件清除。標(biāo)志，必須由軟件清除。2 2）SCON.0 SCON.0 RIRI：串行接收中斷標(biāo)志。在串

20、行口允許接串行接收中斷標(biāo)志。在串行口允許接收時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，硬件置位收時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，硬件置位RIRI。同樣，。同樣，CPUCPU響應(yīng)中斷后不會自動(dòng)清除響應(yīng)中斷后不會自動(dòng)清除RIRI標(biāo)志，必須由軟件清標(biāo)志，必須由軟件清除。除。 （3）中斷允許控制寄存器IE D7D6D5D4D3D2D1D0EAESET1EX1ET0EX00 禁止，1允許1 1）IE.7 EAIE.7 EA：CPUCPU中斷總允許位。中斷總允許位。EA=1EA=1，CPUCPU開放中開放中斷，每個(gè)中斷源是被允許還是被禁止，分別由各斷，每個(gè)中斷源是被允許還是被禁止，分別由各自的允許位確定；自的允許位確定；EA=0E

21、A=0，CPUCPU屏蔽所有的中斷要求，屏蔽所有的中斷要求，稱關(guān)中斷。稱關(guān)中斷。2 2）IE.4 ESIE.4 ES：串行口中斷允許位。串行口中斷允許位。ES=1ES=1，允許串行，允許串行口中斷；口中斷；ES=0ES=0，禁止串行口中斷。，禁止串行口中斷。3 3）IE.3 ET1IE.3 ET1：T1T1中斷允許位。中斷允許位。ET1=1ET1=1，允許，允許T1T1中斷；中斷；ET1=0ET1=0，禁止，禁止T1T1中斷。中斷。4 4）IE.2 EX1IE.2 EX1：外部中斷外部中斷1 1允許位。允許位。EX1=1EX1=1，允許外部中斷，允許外部中斷1 1中斷；中斷；EX1=0EX1=

22、0，禁止外部中斷，禁止外部中斷1 1中斷。中斷。5 5）IE.1 ET0IE.1 ET0：T0T0中斷允許位。中斷允許位。ET0=1ET0=1，允許，允許T0T0中斷；中斷；ET0=0ET0=0，禁止，禁止T0T0中斷。中斷。6 6）IE.0 EX0IE.0 EX0：外部中斷外部中斷0 0允許位。允許位。EX0=1EX0=1，允許外部中斷，允許外部中斷0 0中斷；中斷；EX0=0EX0=0，禁止外部中斷，禁止外部中斷0 0中斷。中斷。 1 1）PSPS：串行口中斷優(yōu)先級控制位。串行口中斷優(yōu)先級控制位。2 2）PT1PT1：定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T1T1中斷優(yōu)先級控制位。中斷優(yōu)先級控制位。3 3）

23、PX1PX1：外部中斷外部中斷1 1中斷優(yōu)先級控制位。中斷優(yōu)先級控制位。4 4）PT0PT0：定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器T0T0中斷優(yōu)先級控制位。中斷優(yōu)先級控制位。5 5）PX0PX0：外部中斷外部中斷0 0中斷優(yōu)先級控制位。中斷優(yōu)先級控制位。 單片機(jī)單片機(jī)復(fù)位后，復(fù)位后，IPIP寄存器被清寄存器被清0 0，所有中斷源，所有中斷源為低級中斷。為低級中斷。 (4)中斷優(yōu)先級控制寄存器（IP） D7D6D5D4D3D2D1D0PSPT1PX1PT0PX00 低級別，1高級別中斷優(yōu)先級的設(shè)定中斷優(yōu)先級的設(shè)定 基本原則是：基本原則是：（1）高優(yōu)先級不能被低優(yōu)先級中斷；）高優(yōu)先級不能被低優(yōu)先級中斷；（2）低優(yōu)

24、先級可被高優(yōu)先級中斷。）低優(yōu)先級可被高優(yōu)先級中斷。（3）任何一種中斷（不管是高級還是低級），一旦得）任何一種中斷（不管是高級還是低級），一旦得到響應(yīng)，不會再被它的同級中斷所中斷。到響應(yīng)，不會再被它的同級中斷所中斷。序號 中斷源 自然優(yōu)先順序 1 外部中斷0 最高 2 定時(shí)器0 次高 3 外部中斷1 中 4 定時(shí)器1 此低 5 串行口中斷 最低 （4 4）兩個(gè)同一級的）兩個(gè)同一級的中斷源同時(shí)向中斷源同時(shí)向CPUCPU發(fā)發(fā)出中斷申請，出中斷申請，CPUCPU通通過內(nèi)部硬件查詢，按過內(nèi)部硬件查詢，按自然優(yōu)先級確定優(yōu)先自然優(yōu)先級確定優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷要求響應(yīng)哪一個(gè)中斷要求中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 1 1CPU

25、CPU的中斷響應(yīng)條件的中斷響應(yīng)條件 無同級或高級中斷正在服務(wù)；無同級或高級中斷正在服務(wù)； 當(dāng)前指令周期結(jié)束，如果查詢中斷請求的機(jī)器當(dāng)前指令周期結(jié)束，如果查詢中斷請求的機(jī)器 周期不是當(dāng)前指令的最后一個(gè)周期，則不行；周期不是當(dāng)前指令的最后一個(gè)周期，則不行； 若現(xiàn)行指令是若現(xiàn)行指令是RETIRETI、RETRET或或訪問訪問IEIE、IPIP指令，指令，則需要執(zhí)行到當(dāng)前指令及下一條指令方可響應(yīng)。則需要執(zhí)行到當(dāng)前指令及下一條指令方可響應(yīng)。2.2.響應(yīng)過程響應(yīng)過程 置位中斷優(yōu)先級有效觸發(fā)器，即關(guān)閉同級和低置位中斷優(yōu)先級有效觸發(fā)器，即關(guān)閉同級和低級中斷：級中斷： 調(diào)用入口地址，斷點(diǎn)入棧，相當(dāng)于調(diào)用入口地址

26、，斷點(diǎn)入棧，相當(dāng)于LCALLLCALL指令；指令； 進(jìn)入中斷服務(wù)程序。進(jìn)入中斷服務(wù)程序。 3.3.響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間 從查詢中斷請求標(biāo)志位到轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)入口地址所需的機(jī)器周期數(shù)。（1）最快響應(yīng)時(shí)間以外部中斷的電平觸發(fā)為最快。從查詢中斷請求信號到中斷服務(wù)程序需要3個(gè)機(jī)器周期：1個(gè)周期（查詢）2個(gè)周期（長調(diào)用LCALL）（2）最長時(shí)間若當(dāng)前指令是RET、RETI和IP、IE指令，緊接著下一條是乘除指令發(fā)生，則最長為8個(gè)周期：2個(gè)周期執(zhí)行當(dāng)前指令（其中含有1個(gè)周期查詢）4個(gè)周期乘除指令2個(gè)周期長調(diào)用8個(gè)周期。中斷處理中斷處理 中斷處理中斷處理（又稱中斷服務(wù)）程序從入口地址（又稱中斷服務(wù)）程序從入口地址

27、開始執(zhí)行，直到返回指令開始執(zhí)行，直到返回指令“RETIRETI”為止，這個(gè)為止，這個(gè)過程稱為中斷處理。此過程一般包括兩部分內(nèi)過程稱為中斷處理。此過程一般包括兩部分內(nèi)容，一是保護(hù)現(xiàn)場，二是處理中斷源的請求。容，一是保護(hù)現(xiàn)場，二是處理中斷源的請求。 中斷返回中斷返回 中斷處理程序的最后一條指令是中斷處理程序的最后一條指令是RETIRETI，它，它使使CPUCPU結(jié)束中斷處理程序的執(zhí)行，返回到斷結(jié)束中斷處理程序的執(zhí)行，返回到斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行主程序。點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行主程序。外部中斷外部中斷 1.1.外部中斷外部中斷的方式選擇的方式選擇 外部中斷外部中斷的方式選擇是通過定時(shí)的方式選擇是通過定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器

28、及計(jì)數(shù)器及外部中斷控制寄存器外部中斷控制寄存器TCONTCON中的標(biāo)志位選擇的。中的標(biāo)志位選擇的。 1 1）TCON.2 TCON.2 IT1IT1：外部中斷外部中斷1 1觸發(fā)方式控制位。觸發(fā)方式控制位。當(dāng)當(dāng) IT1=0IT1=0，外部中斷，外部中斷l(xiāng) l為電平觸發(fā)方式。為電平觸發(fā)方式。若若IT1=1IT1=1，外部中斷，外部中斷1 1控制為邊沿觸發(fā)方式?？刂茷檫呇赜|發(fā)方式。2 2）TCON.0 TCON.0 IT0IT0：外部中斷外部中斷0 0觸發(fā)方式控制位。觸發(fā)方式控制位。 2.2.外部中斷外部中斷的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用 外設(shè)數(shù)據(jù)經(jīng)外設(shè)數(shù)據(jù)經(jīng)P1P1口輸入單片機(jī)，每準(zhǔn)備好一個(gè)數(shù)口輸入

29、單片機(jī)，每準(zhǔn)備好一個(gè)數(shù)據(jù)，外設(shè)發(fā)出選通信號，經(jīng)觸發(fā)器和非門至據(jù)，外設(shè)發(fā)出選通信號，經(jīng)觸發(fā)器和非門至INT0INT0。P1口P3.0QDCLKCLR選通信號+5V1INT0數(shù)據(jù)8031數(shù)據(jù)傳送過程：外設(shè)每準(zhǔn)備好一個(gè)數(shù)據(jù)后，發(fā)出選通信號，使觸發(fā)器外設(shè)每準(zhǔn)備好一個(gè)數(shù)據(jù)后，發(fā)出選通信號，使觸發(fā)器輸出輸出1 1再經(jīng)非門得再經(jīng)非門得0 0至至INT0INT0，向，向CPUCPU發(fā)出中斷請求，發(fā)出中斷請求， CPU CPU 響應(yīng)這個(gè)中斷請求后，在中斷處理程序中先撤除中斷響應(yīng)這個(gè)中斷請求后，在中斷處理程序中先撤除中斷請求信號，（通過請求信號，（通過P3.0=0P3.0=0，使，使INT0=1INT0=1）再由

30、）再由P1P1口輸入口輸入數(shù)據(jù)到單片機(jī)內(nèi)部。數(shù)據(jù)到單片機(jī)內(nèi)部。P1口P3.0QDCLKCLR選通信號+5V1INT0數(shù)據(jù)8031程序清單：序清單：ORG 0000HSTART:LJMP MAIN ORG 0003H LJMP IINT0 ORG 0030H ;主程序MAIN: CLR IT0 ;低電平觸發(fā) SETB EA SETB EX0 ;開中斷 MOV DPTR,#1000H . ORG 0100HIINT0:PUSH PSW ;中斷處理程序 PUSH ACC CLR P3.0 NOPNOPSETB P3.0 ;撤除INT0MOV A,P1 ;輸入數(shù)據(jù)MOVX DPTR,A ;保存數(shù)據(jù)IN

31、C DPTR.POP ACC ;恢復(fù)現(xiàn)場POP PSWRETI ;返回主程序3. 3. 多級外部中斷的擴(kuò)展應(yīng)用多級外部中斷的擴(kuò)展應(yīng)用 利用利用單片機(jī)擴(kuò)展單片機(jī)擴(kuò)展5 5個(gè)外部中斷源，中斷的優(yōu)個(gè)外部中斷源，中斷的優(yōu)先次序?yàn)橄却涡驗(yàn)閄0X0X4X4，其中，其中X0X0接到外部中斷上，接到外部中斷上，X1X1X4X4接到外部中斷上；單片機(jī)的接到外部中斷上；單片機(jī)的P1.4P1.4P1.7P1.7接接4 4個(gè)發(fā)光二極管用來作輸出指示；當(dāng)有個(gè)發(fā)光二極管用來作輸出指示；當(dāng)有X1X1X4X4其中一個(gè)外部中斷發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極其中一個(gè)外部中斷發(fā)生時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管管D1D1D4D4點(diǎn)亮；當(dāng)點(diǎn)亮；當(dāng)X0X

32、0外部中斷發(fā)生時(shí)，外部中斷發(fā)生時(shí)，4 4個(gè)發(fā)個(gè)發(fā)光二極管全亮。光二極管全亮。 ORG 0000HORG 0000H AJMP MAIN AJMP MAIN ORG 0003H ORG 0003H；中斷服務(wù)程序入口地址；中斷服務(wù)程序入口地址 AJMP ZHD0 AJMP ZHD0 ORG 0013H ORG 0013H；中斷服務(wù)程序入口地址；中斷服務(wù)程序入口地址 AJMP ZHD1 AJMP ZHD1 ORG 0030H ORG 0030HMAINMAIN：MOV SPMOV SP，#70H#70H；設(shè)置堆棧指針；設(shè)置堆棧指針 SETB IT0 SETB IT0 ；設(shè)置外部中斷設(shè)置外部中斷0 0為邊沿觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)方式 SETB IT1 SETB IT1 ；設(shè)置外部中斷設(shè)置外部中斷1 1為邊沿觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)方式 MOV MOV