第5章單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

1、2022-3-171單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-1頁電子教案第5章 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中斷的概念中斷的概念5.1中斷控制系統(tǒng)中斷控制系統(tǒng)5.2中斷處理過程中斷處理過程5.3中斷的編程及應(yīng)用舉例中斷的編程及應(yīng)用舉例5.42022-3-172單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-2頁電子教案日常生活的中斷現(xiàn)象舉例某人正在看報(bào)某人正在看報(bào)電話鈴響了電話鈴響了去接電話去接電話繼續(xù)接電話繼續(xù)接電話繼續(xù)看報(bào)繼續(xù)看報(bào)跑向廚房跑向廚房關(guān)煤氣、灌開水關(guān)煤氣、灌開水水開了水開了中斷中斷是指在突發(fā)事件到來時(shí)先中止當(dāng)前正在進(jìn)行的工作，轉(zhuǎn)而去處

2、理突發(fā)事件。待處理完成后，再返回到原先被中止的工作處，繼續(xù)進(jìn)行隨后的工作。5.1 中斷的概念中斷的概念2022-3-173單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-3頁電子教案中斷響應(yīng)過程中斷響應(yīng)過程：由中斷管理系統(tǒng)處理突發(fā)事件的過程；中斷源中斷源：中斷管理系統(tǒng)能夠處理的突發(fā)事件;中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求：中斷源向CPU提出的處理請(qǐng)求;中斷函數(shù)中斷函數(shù)：針對(duì)中斷源和中斷請(qǐng)求提供的服務(wù)函數(shù);中斷嵌套中斷嵌套：在中斷服務(wù)過程中執(zhí)行更高級(jí)別的中斷服務(wù)。中斷的一般概念2022-3-174單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-4頁電子教案中斷過程與

3、調(diào)用一般函數(shù)過程的相似性相似性: 兩者都需要保護(hù)斷點(diǎn)，都可實(shí)現(xiàn)多級(jí)嵌套等。中斷過程與調(diào)用一般函數(shù)過程的差異性差異性:1、前者是程序設(shè)計(jì)者事先安排的（斷點(diǎn)是明確的），而后者卻是系統(tǒng)根據(jù)工作環(huán)境隨機(jī)決定的（斷點(diǎn)則是隨機(jī)的）。2、主函數(shù)與調(diào)用函數(shù)之間具有主從關(guān)系，而主函數(shù)與中斷函數(shù)之間則是平行關(guān)系；3、一般函數(shù)調(diào)用是純粹軟件處理過程，而中斷函數(shù)調(diào)用卻是需要軟、硬件配合才能完成的過程。2022-3-175單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-5頁電子教案1、分時(shí)操作：CPU可以使多個(gè)外設(shè)同時(shí)工作，并分時(shí)為各外設(shè)提供服務(wù)，從而大大提高了CPU的利用率和輸入/輸出的速度。

4、2、實(shí)時(shí)處理：當(dāng)計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)控制時(shí)，請(qǐng)求CPU提供服務(wù)是隨機(jī)發(fā)生的。有了中斷系統(tǒng)，CPU就可以立即響應(yīng)并加以處理。3、故障處理：當(dāng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)如電源斷電、存儲(chǔ)器校驗(yàn)出錯(cuò)、運(yùn)算溢出等錯(cuò)誤時(shí)，CPU可及時(shí)轉(zhuǎn)去執(zhí)行故障處理程序，而不會(huì)死機(jī)。 中斷實(shí)現(xiàn)的功能： 2022-3-176單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-6頁電子教案實(shí)例1 單片機(jī)開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)要求：若有按鍵壓下D1 狀態(tài)反轉(zhuǎn)。常規(guī)辦法中斷辦法2022-3-177單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-7頁電子教案運(yùn)行效果2022-3-178單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及

5、應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-8頁電子教案問題：1、主函數(shù)中沒有調(diào)用中斷函數(shù)，為何能自動(dòng)執(zhí)行？2、主函數(shù)中的變量賦值語句的作用？3、這種程序結(jié)構(gòu)的意義？答案答案：1、當(dāng)P3.2端口有脈沖下降沿出現(xiàn)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用該中斷函數(shù)；2、實(shí)現(xiàn)中斷功能的管理命令；3、可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)實(shí)時(shí)操作功能。2022-3-179單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-9頁電子教案1、中斷源、中斷源（哪些信號(hào)可以引起單片機(jī)中斷？）中斷源數(shù)量和種類越多，MCU處理突發(fā)事件的能力就越強(qiáng)。80C51單片機(jī)共有5種中斷源。外部中斷內(nèi)部中斷5.2 中斷控制系統(tǒng)中斷控制系統(tǒng)2022-3-17

6、10單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-10頁電子教案 80C51 80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5 5個(gè)中斷源、個(gè)中斷源、2 2個(gè)優(yōu)先級(jí)個(gè)優(yōu)先級(jí)2022-3-1711單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-11頁電子教案中斷向量位于ROM內(nèi)的中斷程序入口地址匯編程序 跳轉(zhuǎn)指令 跳轉(zhuǎn)指令 跳轉(zhuǎn)指令 跳轉(zhuǎn)指令 跳轉(zhuǎn)指令0000H0003H000BH0013H001BH0030H主程序首指令主程序首指令0INT1INT2022-3-1712單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-12頁電子教

7、案中斷號(hào)與中斷向量對(duì)應(yīng)的編號(hào)C51程序 0INT2022-3-1713單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-13頁電子教案80C51的中斷源一覽表2022-3-1714單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-14頁電子教案2、中斷請(qǐng)求標(biāo)志、中斷請(qǐng)求標(biāo)志（單片機(jī)如何知道中斷信號(hào)出現(xiàn)了？）當(dāng)中斷信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，單片機(jī)中的某些位寄存器（中斷請(qǐng)求標(biāo)志位）可被硬件置1。CPU通過定期查看中斷請(qǐng)求標(biāo)志位是否為1，便可知道有無中斷請(qǐng)求。 2022-3-1715單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-15頁電子教案中

8、斷請(qǐng)求標(biāo)志的工作原理 1INT1、外部中斷源（ 和 ）0INT邏輯開關(guān)IT0和IT1選擇外部中斷源的觸發(fā)信號(hào)： ITx=0電平觸發(fā)（低電平經(jīng)非門IEx置1） ITx=1脈沖觸發(fā)（負(fù)脈沖經(jīng)施密特觸發(fā)器IEx置1)P3.3P3.22022-3-1716單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-16頁電子教案2、內(nèi)部中斷源（T0和T1）當(dāng)T0或T1被充滿溢出向位寄存器TF0、 TF1“進(jìn)位” 置1的效果（第6章）2022-3-1717單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-17頁電子教案3、內(nèi)部中斷源（TX和RX）（發(fā)送SUBF中的數(shù)據(jù)輸

9、出門TXD引腳）/發(fā)送控制器位寄存器TI置1；（RXD引腳的數(shù)據(jù)移位寄存器接收SBUF）/接收控制器位寄存器RI置1。RXTX（第7章）2022-3-1718單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-18頁電子教案80C51的中斷請(qǐng)求標(biāo)志一覽表2022-3-1719單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-19頁電子教案中斷系統(tǒng)的組成中斷系統(tǒng)的組成（影響中斷的因素？）中斷信號(hào)的傳送是分別沿著5條水平路徑由左向右進(jìn)行的 其中，TCON、SCON、IE、IP是相關(guān)SFR。P3.3P3.22022-3-1720單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)

10、用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-20頁電子教案 80C51 80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5 5個(gè)中斷源、個(gè)中斷源、2 2個(gè)優(yōu)先級(jí)個(gè)優(yōu)先級(jí)2022-3-1721單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-21頁電子教案1、TCON寄存器寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器（Timer/Counter Control Register），字節(jié)地址為88H，可位尋址。 T1的中的中斷請(qǐng)求斷請(qǐng)求標(biāo)志標(biāo)志T0的中的中斷請(qǐng)求斷請(qǐng)求標(biāo)志標(biāo)志INT1的的中斷請(qǐng)中斷請(qǐng)求標(biāo)志求標(biāo)志INT0的的中斷請(qǐng)中斷請(qǐng)求標(biāo)志求標(biāo)志INT1的的中斷觸中斷觸發(fā)信號(hào)發(fā)信號(hào)選擇選擇INT0的的

11、中斷觸中斷觸發(fā)信號(hào)發(fā)信號(hào)選擇選擇與中斷無關(guān)第6 章介紹與中斷無關(guān)第 6 章介紹51單片機(jī)復(fù)位后，TCON初值為0，即默認(rèn)為無上述4個(gè)中斷請(qǐng)求、電平觸發(fā)外部中斷方式。 =1，有中斷請(qǐng)求，有中斷請(qǐng)求=0，無中斷請(qǐng)求，無中斷請(qǐng)求=1，脈沖觸發(fā)，脈沖觸發(fā)=0，電平觸發(fā)，電平觸發(fā)2022-3-1722單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-22頁電子教案v 觸發(fā)方式設(shè)置及中斷標(biāo)志觸發(fā)方式設(shè)置及中斷標(biāo)志 76543210TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0字節(jié)地址：字節(jié)地址：88H 電平方式（電平方式（ITx=0ITx=0），），INTxINTx引腳引腳

12、低電平低電平時(shí)時(shí)IEx=1IEx=1，響應(yīng)中響應(yīng)中斷后斷后IExIEx不自動(dòng)清不自動(dòng)清0 0（INTxINTx引腳狀態(tài)）。引腳狀態(tài)）。 邊沿方式（邊沿方式（ITx=1ITx=1），），INTxINTx引腳引腳負(fù)跳變負(fù)跳變時(shí)時(shí)IEx=1IEx=1，響應(yīng)中響應(yīng)中斷后斷后IExIEx自動(dòng)清自動(dòng)清0 0。 外部中斷標(biāo)志外部中斷標(biāo)志IE1IE1、IE0IE0（用（用IExIEx表示）表示） 溢出中斷標(biāo)志溢出中斷標(biāo)志TF1TF1、TF0TF0（用（用TFxTFx表示）表示） 溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志TFxTFx ，TxTx啟動(dòng)后就開始由初值進(jìn)行加啟動(dòng)后就開始由初值進(jìn)行加1 1計(jì)數(shù)，直至最高位產(chǎn)生溢

13、出使計(jì)數(shù)，直至最高位產(chǎn)生溢出使TFx=1TFx=1向向CPUCPU請(qǐng)求中斷。請(qǐng)求中斷。CPUCPU響應(yīng)中斷后響應(yīng)中斷后TFxTFx自動(dòng)清自動(dòng)清0 0。 2022-3-1723單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-23頁電子教案2、SCON寄存器寄存器 串口控制寄存器(Serial control register)，字節(jié)地址為98H，可位尋址。 TX的的中斷請(qǐng)中斷請(qǐng)求標(biāo)志求標(biāo)志RX的的中斷請(qǐng)中斷請(qǐng)求標(biāo)志求標(biāo)志TI和RI雖然是2個(gè)中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，但在SCON之后經(jīng)或門電路合成為1個(gè)信息，統(tǒng)一接受中斷管理。 =1，有中斷請(qǐng)求，有中斷請(qǐng)求=0，無中斷請(qǐng)求，無中斷請(qǐng)求

14、2022-3-1724單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-24頁電子教案v SCONSCON的中斷標(biāo)志的中斷標(biāo)志76543210SCONTIRI字節(jié)地址：字節(jié)地址：98HRIRI：串口：串口接收接收中斷標(biāo)志，響應(yīng)中斷時(shí)中斷標(biāo)志，響應(yīng)中斷時(shí)不能自動(dòng)清除不能自動(dòng)清除 TITI：串口：串口發(fā)送發(fā)送中斷標(biāo)志，響應(yīng)中斷時(shí)中斷標(biāo)志，響應(yīng)中斷時(shí)不能自動(dòng)清除不能自動(dòng)清除 2022-3-1725單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-25頁電子教案中斷允許寄存器（Interrupt Enable Register），字節(jié)地址為A8H，可位尋址。

15、 單片機(jī)復(fù)位后，IE的初值為0，即默認(rèn)為整體禁止中斷。 3、IE寄存器寄存器 T0的中的中斷允許斷允許標(biāo)志標(biāo)志INT0的的中斷允中斷允許標(biāo)志許標(biāo)志INT1的的中斷允中斷允許標(biāo)志許標(biāo)志T1的中的中斷允許斷允許標(biāo)志標(biāo)志TX/RX的中的中斷允許斷允許標(biāo)志標(biāo)志總中斷允總中斷允許標(biāo)志許標(biāo)志=1，允許中斷，允許中斷=0，禁止中斷，禁止中斷2022-3-1726單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-26頁電子教案80C5180C51中斷的控制中斷的控制v 中斷允許控制中斷允許控制中斷源的開放和屏蔽由中斷源的開放和屏蔽由IEIE控制（控制（1 1，開放；，開放；0 0，禁止，

16、禁止） 76543210IEEAESET1EX1ET0EX0字節(jié)地址：字節(jié)地址：A8H EX0:外中斷外中斷0允許允許 ET0:T0中斷允許中斷允許 EX1:外中斷外中斷1 1允許允許 ET1:T1中斷允許中斷允許 ES :串口中斷允許串口中斷允許 EA :CPU中斷允許中斷允許 2022-3-1727單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-27頁電子教案51單片機(jī)復(fù)位后，IP初值為0，即默認(rèn)為全部低優(yōu)先級(jí)中斷。4、IP 寄存器寄存器中斷優(yōu)先級(jí)寄存器（Interrupt Priority Registers），字節(jié)地址為B8H，可位尋址。 T0的中的中斷優(yōu)先斷優(yōu)

17、先級(jí)標(biāo)志級(jí)標(biāo)志INT0的的中斷優(yōu)中斷優(yōu)先級(jí)標(biāo)先級(jí)標(biāo)志志INT1的的中斷優(yōu)中斷優(yōu)先級(jí)標(biāo)先級(jí)標(biāo)志志T1的中的中斷優(yōu)先斷優(yōu)先級(jí)標(biāo)志級(jí)標(biāo)志TX/RX的中的中斷優(yōu)先斷優(yōu)先級(jí)標(biāo)志級(jí)標(biāo)志=1，高優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)=0，低優(yōu)先級(jí)，低優(yōu)先級(jí)2022-3-1728單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-28頁電子教案v 中斷優(yōu)先級(jí)控制中斷優(yōu)先級(jí)控制中斷優(yōu)先級(jí)由中斷優(yōu)先級(jí)由IPIP控制（控制（1 1，高級(jí)；，高級(jí)；0 0，低級(jí)，低級(jí)） 76543210IPPSPT1PX1PT0PX0字節(jié)地址：字節(jié)地址：B8H PX0:外中斷外中斷0優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí) PT0:T0中斷中斷優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí) PX1

18、:外外中斷中斷1 1優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí) PT1:T1中斷中斷優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí) PS :串口中斷串口中斷優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)同一優(yōu)先級(jí)的自然順序：同一優(yōu)先級(jí)的自然順序：自高至低：自高至低：INT0INT0、TOTO、INT1INT1、T1T1、串口。、串口。2022-3-1729單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-29頁電子教案當(dāng)多個(gè)同級(jí)中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU將優(yōu)先響應(yīng)自然優(yōu)先級(jí)自然優(yōu)先級(jí)高的中斷請(qǐng)求。2022-3-1730單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-30頁電子教案優(yōu)先級(jí)原則小結(jié)：1）高級(jí)中斷請(qǐng)求可以打斷正在執(zhí)行的低級(jí)中斷；

19、2）同級(jí)或低級(jí)中斷請(qǐng)求不能打斷正在執(zhí)行的中斷；3）同級(jí)中斷源同時(shí)提出請(qǐng)求時(shí)按自然優(yōu)先級(jí)響應(yīng)： INT0 T0 INT1T1TI/RI4）單片機(jī)復(fù)位時(shí)，IP各位都被置0， 所有中斷源為低級(jí)中斷2022-3-1731單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-31頁電子教案中斷嵌套的實(shí)例演示功能：功能：LED0的顯示為主函數(shù)功能；K0產(chǎn)生INT0中斷請(qǐng)求，調(diào)用LED1顯示功能；K1產(chǎn)生INT1中斷請(qǐng)求，調(diào)用LED2顯示功能；設(shè)置INT1為高級(jí)中斷，INT0為低級(jí)中斷；高級(jí)中斷運(yùn)行時(shí)，若有低級(jí)中斷請(qǐng)求，則D1點(diǎn)亮；高級(jí)中斷結(jié)束后，低級(jí)中斷才能運(yùn)行。2022-3-1732單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-32頁電子教案中斷嵌套實(shí)例的仿真運(yùn)行2022-3-1733單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用山東交通學(xué)院信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院第1-33頁電子教案中斷標(biāo)志匯總中斷標(biāo)志匯總中斷源名稱 中斷請(qǐng)求標(biāo)志 中斷允許標(biāo)志 中斷優(yōu)先標(biāo)