單片機(jī)第6章_中斷系統(tǒng)

1、第六章第六章 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l 8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l 8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)中斷的概念l CPU在執(zhí)行程序時(shí)，單片機(jī)外部或內(nèi)部發(fā)生的某一事件，請(qǐng)求CPU迅速去處理。l CPU中止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理事件。 然后，回到原來(lái)被中止的地方，繼續(xù)工作，稱為中斷（Interrupt）。l CPU處理事件的過(guò)程，稱為CPU的中斷響應(yīng)過(guò)程（Interrupt Response）。第六章 中斷系統(tǒng)日常生活的中斷中斷舉例單片機(jī)的

2、中斷第六章 中斷系統(tǒng)日常生活中的中斷示圖做記號(hào)接電話看書(shū)繼續(xù)看書(shū)第六章 中斷系統(tǒng)中斷服務(wù)中斷服務(wù)中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷源向CPU提出的處理請(qǐng)求，稱為中斷請(qǐng)求(或中斷申請(qǐng))。對(duì)事件的整個(gè)處理過(guò)程，稱為中斷處理（或中斷服務(wù)）。能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱為中斷系統(tǒng)；產(chǎn)生中斷的請(qǐng)求源稱為中斷請(qǐng)求源第六章 中斷系統(tǒng)單片機(jī)中的中斷示圖主主程程序序繼繼續(xù)續(xù)執(zhí)執(zhí)行行主主程程序序中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷中斷返回中斷返回?cái)帱c(diǎn)地址斷點(diǎn)地址入口地址入口地址中中斷斷服服務(wù)務(wù)程程序序第六章 中斷系統(tǒng)分時(shí)操作實(shí)時(shí)操作故障及時(shí)處理第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理

3、l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)8051 的中斷系統(tǒng)l 5個(gè)中斷源，具有二個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷服務(wù)程序的嵌套。l 有關(guān)的特殊功能寄存器（SFR）有：中斷允許寄存器IE中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP中斷源寄存器（TCON、SCON中的有關(guān)位）注：均可位尋址。均可位尋址。第六章 中斷系統(tǒng) 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖第六章 中斷系統(tǒng)第六章 中斷系統(tǒng)1 1、中斷源、中斷源(Interrupt Source)(Interrupt Source) 向向CPUCPU發(fā)出中斷請(qǐng)求的地方，稱之為發(fā)出中斷請(qǐng)求的地方，稱之為中斷源中斷源。80518051單片機(jī)有單片機(jī)有5 5個(gè)中斷請(qǐng)求源。個(gè)中斷請(qǐng)求源。l 外部中斷源（2

4、個(gè)) 外部中斷0和1，對(duì)應(yīng)引腳 和l 內(nèi)部中斷源（3個(gè)） 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 和 溢出中斷；串行口發(fā)送/接收中斷（共用）。 0INT1INT0T1T第六章 中斷系統(tǒng)中斷入口地址中斷入口地址中斷入口地址是指中斷服務(wù)程序的入口地址。5個(gè)中斷源的中斷入口地址：外部中斷外部中斷0定時(shí)器定時(shí)器T0外部中斷外部中斷1定時(shí)器定時(shí)器T1串行口串行口0003H000BH0013H001BH0023H第六章 中斷系統(tǒng)2 2、中斷控制、中斷控制中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求（1）中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求（2）中斷是否允許（3）中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)第六章 中斷系統(tǒng)SCONSCON （S Serial Port ConControl Registe

5、r ）為串行口控制寄存器，字節(jié)地址為98H。TCON TCON（T Timer/Counter ConControl Register）為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器，字節(jié)地址為88H。（1 1）中斷請(qǐng)求）中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求l 五個(gè)中斷請(qǐng)求源的中斷請(qǐng)求分別由特殊功能寄存器TCON和SCON的相應(yīng)位鎖存。第六章 中斷系統(tǒng)中斷請(qǐng)求標(biāo)志l 定時(shí)器控制寄存器TCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志包括：T0和T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位TF1TF1和和TF0TF0外部中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE1IE1與與IE0IE0。第六章 中斷系統(tǒng)外部中斷請(qǐng)求外部中斷請(qǐng)求0 0、1 1觸發(fā)方式觸發(fā)方式標(biāo)志位。清零為脈沖觸發(fā)方式，置位為電平

6、觸發(fā)方式。外部中斷請(qǐng)外部中斷請(qǐng)求求0 0、1 1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。清零時(shí)無(wú)中斷請(qǐng)求，置位時(shí)有中斷請(qǐng)求。定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0T0、T1T1溢出中溢出中斷請(qǐng)求斷請(qǐng)求標(biāo)志。置位時(shí)有中斷請(qǐng)求，中斷響應(yīng)后自動(dòng)清零。注意：注意：TCONTCON可位尋址。復(fù)位后，可位尋址。復(fù)位后，TCON=00HTCON=00H。TCON各標(biāo)志位的功能IT0IT0、IT1IT1IE0IE0、IE1IE1TF0TF0、TF1TF1第六章 中斷系統(tǒng)例：CLR TI或ANL SCON，#0FDHl 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志：中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志：TI/RI：串行口發(fā)送/接收中斷請(qǐng)

7、求標(biāo)志。串行發(fā)送/接收完一幀后自動(dòng)置位，請(qǐng)求中斷。需要再次發(fā)送/接收時(shí)，應(yīng)通過(guò)指令清零。注意：注意：SCONSCON可位尋址。復(fù)位后，可位尋址。復(fù)位后，SCON=00HSCON=00H。第六章 中斷系統(tǒng)u 中斷請(qǐng)求的撤消中斷請(qǐng)求的撤消1 1定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求的撤消 中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后。硬件會(huì)自動(dòng)清TF0或TF1。2 2外部中斷請(qǐng)求外部中斷請(qǐng)求的撤消（1）邊沿觸發(fā)邊沿觸發(fā)方式外部中斷請(qǐng)求的撤消是自動(dòng)撤消的。（2）電平觸發(fā)電平觸發(fā)方式外部中斷請(qǐng)求的撤消: 除了標(biāo)志位清“0”之外，還需在中斷響應(yīng)后把中斷請(qǐng)求信號(hào)引腳從低電平強(qiáng)制改變?yōu)楦唠娖剑缦聢D。第六章 中斷系統(tǒng) 只要P1

8、.0端輸出一個(gè)負(fù)脈沖就可以使D觸發(fā)器置“1”，從而撤消了低電平的中斷請(qǐng)求信號(hào)。所需的負(fù)脈沖可用兩條指令得到： ANL P1ANL P1，#0FEH#0FEH ；P1.0P1.0為為“0 0” ORL P1 ORL P1，#01H#01H ；P1.0P1.0為為“1 1” 電平觸發(fā)方式的外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的完全撤消，是通過(guò)軟硬件相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第六章 中斷系統(tǒng)3 3串行口中斷請(qǐng)求串行口中斷請(qǐng)求的撤消的撤消響應(yīng)串行口的中斷后，內(nèi)部硬件沒(méi)有自動(dòng)清除TI或RI，所以串行口中斷請(qǐng)求的撤消只能用軟件清除。 CLR TI ；清TI標(biāo)志位 CLR RI ；清RI標(biāo)志位第六章 中斷系統(tǒng)l CPU對(duì)中斷源的開(kāi)

9、放或屏蔽（中斷的允許和禁止），由IE IE （interrupt enable register interrupt enable register ）控制。字節(jié)地址為A8H，可位尋址。 格式如下：格式如下：（2 2）中斷允許）中斷允許第六章 中斷系統(tǒng)l EAEA：中斷允許總控制位（總開(kāi)關(guān)）中斷允許總控制位（總開(kāi)關(guān)）0 0：CPUCPU屏蔽所有的中斷請(qǐng)求屏蔽所有的中斷請(qǐng)求( (CPUCPU關(guān)中斷關(guān)中斷) )；1 1：CPUCPU開(kāi)放所有中斷開(kāi)放所有中斷( (CPUCPU開(kāi)中斷開(kāi)中斷) )。l ESES：串行口中斷允許位串行口中斷允許位0 0：禁止串行口中斷；禁止串行口中斷； 1 1：允許串行口

10、中斷。允許串行口中斷。第六章 中斷系統(tǒng)l ET1ET0ET1ET0 ：定時(shí)器：定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1T1的溢出中斷允許位的溢出中斷允許位0 0：禁止禁止T1T0T1T0溢出中斷；溢出中斷； 1 1：允許允許T1T0T1T0溢出中斷。溢出中斷。l EX1EX0 EX1EX0 ：外部中斷外部中斷1 1中斷允許位中斷允許位 0 0：禁止外部中斷禁止外部中斷1 100中斷；中斷； 1 1：外部中斷外部中斷1 100允許中斷。允許中斷。第六章 中斷系統(tǒng)MCS-51復(fù)位后，IE清0，所有中斷請(qǐng)求被禁止。若使某一個(gè)中斷源被允許中斷，除了IE相應(yīng)的位的被置“1” ，還必須使EA位=1。改變IE的內(nèi)容，可

11、由位操作指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，即： SETB bit SETB bit； CLR bit CLR bit；第六章 中斷系統(tǒng)課堂練習(xí)課堂練習(xí)1 1: :若允許片內(nèi)2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷，禁止其它中斷源的中斷請(qǐng)求。編寫(xiě)設(shè)置IE的相應(yīng)程序段.（1 1）用位操作指令來(lái)編寫(xiě)如下程序段：）用位操作指令來(lái)編寫(xiě)如下程序段：CLR ES ；禁止串行口中斷 CLR EX1 ；禁止外部中斷1中斷CLR EX0；禁止外部中斷0中斷 SETB ET0 ；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷 SETB ET1 ；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷 SETB EA ；CPU開(kāi)中斷101010第六章 中斷系統(tǒng)（2 2）用字節(jié)操作指令來(lái)編寫(xiě)：）用字節(jié)操作

12、指令來(lái)編寫(xiě)： MOV IE，#8AH 或者用： MOV 0A8H，#8AH ；A8H為IE寄存器字節(jié)地址101010第六章 中斷系統(tǒng)l 兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷嵌套。如圖：（3 3）中斷優(yōu)先權(quán)）中斷優(yōu)先權(quán)第六章 中斷系統(tǒng)基本規(guī)則：基本規(guī)則：（1）低優(yōu)先級(jí)可被高優(yōu)先級(jí)中斷，反之則不能。（2）同級(jí)中斷不會(huì)被它的同級(jí)中斷源所中斷。（3）在同時(shí)收到幾個(gè)同一優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，優(yōu)先響應(yīng)哪一個(gè)中斷，取決于內(nèi)部的查詢順序。第六章 中斷系統(tǒng) 中斷源中斷源 中斷級(jí)別中斷級(jí)別外部中斷0最高T0溢出中斷外部中斷1T1溢出中斷串行口中斷最低同一優(yōu)先級(jí)中，優(yōu)先查詢順序如下：第六章 中斷系統(tǒng) 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器中斷優(yōu)

13、先級(jí)寄存器IPIP（Interrupt PriorityInterrupt Priority），其字節(jié)地址為B8H。l PS 串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位l PT1PT0定時(shí)器T1T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位l PX1PX0外部中斷10中斷優(yōu)先級(jí)控制位 1：高優(yōu)先級(jí)中斷； 0：低優(yōu)先級(jí)中斷。第六章 中斷系統(tǒng)課堂練習(xí)課堂練習(xí)2:2:設(shè)置IP寄存器的初始值，使2個(gè)外中斷請(qǐng)求為高優(yōu)先級(jí)，其它中斷請(qǐng)求為低優(yōu)先級(jí)。（1 1）用位操作指令）用位操作指令 SETB PX0 ；2個(gè)外中斷為高優(yōu)先級(jí) SETB PX1 CLR PS ；串口為低優(yōu)先級(jí)中斷CLR PT0 ；2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器低優(yōu)先級(jí)中斷CLR PT111000第

14、六章 中斷系統(tǒng)（2 2）用字節(jié)操作指令用字節(jié)操作指令 MOV IP，#05H 或： MOV 0B8H，#05H ；B8H為IP寄存器的字節(jié)地址11000第六章 中斷系統(tǒng)3 3、中斷處理、中斷處理中斷處理過(guò)程中斷處理過(guò)程大致包含三個(gè)階段：大致包含三個(gè)階段：中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)中斷服務(wù)中斷服務(wù)中斷返回中斷返回第六章 中斷系統(tǒng)中斷處理過(guò)程流程中斷處理過(guò)程流程硬硬件件自自動(dòng)動(dòng)完完成成中中斷斷服服務(wù)務(wù)程程序序第六章 中斷系統(tǒng)u中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，需滿足以下必要條件：中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，需滿足以下必要條件：（1 1）允許中斷）允許中斷（2 2）無(wú)同級(jí)或更高級(jí)中斷正在被服務(wù)。）無(wú)同級(jí)或更高級(jí)中斷正在被

15、服務(wù)。（3 3）當(dāng)前正處于所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。）當(dāng)前正處于所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。（4 4）正在執(zhí)行的指令不是）正在執(zhí)行的指令不是RETIRETI指令。指令。第六章 中斷系統(tǒng)中斷響應(yīng)的主要過(guò)程：中斷響應(yīng)的主要過(guò)程： 首先由硬件自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令首先由硬件自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令: : LCALL addr16 LCALL addr16 CPUCPU執(zhí)行該指令執(zhí)行該指令, ,將將PCPC的內(nèi)容壓入堆棧以保護(hù)斷點(diǎn)，再將中的內(nèi)容壓入堆棧以保護(hù)斷點(diǎn)，再將中斷入口地址裝入斷入口地址裝入PCPC。各中斷源服務(wù)程序的入口地址。各中斷源服務(wù)程序的入口地址: : 中斷源中斷源 入口地址入口地址

16、 外部中斷外部中斷0 0 0003 0003H H 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0 T0 000BH 000BH 外部中斷外部中斷1 1 0013 0013H H 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1T1 001BH 001BH 串行口中斷串行口中斷 0023 0023H H第六章 中斷系統(tǒng)u 中斷服務(wù)中斷服務(wù)+ +中斷返回中斷返回 主要是中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)，包括兩部分：主要是中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)，包括兩部分：主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）中斷服務(wù)程序部分中斷服務(wù)程序部分第六章 中斷系統(tǒng)l主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）主程序部分（中斷系統(tǒng)初始化）設(shè)置堆棧指針設(shè)置堆棧指針

17、SPSP；若為外部中斷，定義觸發(fā)方式；若為外部中斷，定義觸發(fā)方式；根據(jù)需要給根據(jù)需要給IPIP賦值，定義中斷優(yōu)先級(jí)；賦值，定義中斷優(yōu)先級(jí)；開(kāi)放中斷。開(kāi)放中斷。第六章 中斷系統(tǒng)在相應(yīng)的中斷入口地址設(shè)置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移在相應(yīng)的中斷入口地址設(shè)置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口處；到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口處；根據(jù)需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；根據(jù)需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)；若為電平觸發(fā)的外部中斷，應(yīng)有中斷請(qǐng)求信號(hào)撤若為電平觸發(fā)的外部中斷，應(yīng)有中斷請(qǐng)求信號(hào)撤除操作；若是串行口中斷，對(duì)除操作；若是串行口中斷，對(duì)TITI、RIRI清清0 0；安排中斷服務(wù)所做的操作（中斷服務(wù)程序的主體）安排中斷服務(wù)所做的操作（中斷服務(wù)程序的主

18、體）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；中斷返回（中斷返回（RETIRETI）。l中斷服務(wù)程序部分中斷服務(wù)程序部分第六章 中斷系統(tǒng)常用的中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)如下：常用的中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)如下： ORG 0000HORG 0000HLJMP MAINLJMP MAINORG ORG 中斷入口地址中斷入口地址LJMP INTLJMP INT ORG XXXXHORG XXXXH MAIN MAIN：主主 程程 序序 INT INT：中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 RETI RETI第六章 中斷系統(tǒng)課堂練習(xí)課堂練習(xí)3：用T0的方式0產(chǎn)生10ms的定時(shí)，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波。采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為6

19、 MHz。20ms第六章 中斷系統(tǒng) ORG 0000HORG 0000H LJMP MAINLJMP MAIN ORG 000BH ORG 000BH LJMP INTLJMP INT ORG 0100H ORG 0100H MAIN MAIN：MOV TMODMOV TMOD，#00H#00H MOV TH0 MOV TH0，#63H#63H MOV TL0 MOV TL0，#18H#18H SETB ET0 SETB ET0 SETB EA SETB EA SETB TR0 SETB TR0 SJMP $SJMP $ INT INT：CPL P1.0CPL P1.0 MOV TH0 MOV

20、 TH0，#63H#63H MOV TL0 MOV TL0，#18H #18H RETI RETI END END程序如下：程序如下：中斷入口地中斷入口地址址中斷服務(wù)程中斷服務(wù)程序序賦計(jì)數(shù)初賦計(jì)數(shù)初值值開(kāi)中斷；開(kāi)中斷；啟動(dòng)計(jì)時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)等待計(jì)數(shù)等待計(jì)數(shù)溢出中斷溢出中斷第六章 中斷系統(tǒng)l 中斷的概念l 8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 中斷源 中斷控制 中斷處理l 中斷系統(tǒng)舉例第六章 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)舉例舉例程序程序分析分析實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果第六章 中斷系統(tǒng)舉例舉例設(shè)計(jì)一個(gè)外部中斷應(yīng)用系統(tǒng)。主程序?qū)1的8個(gè)LED作左移右移，中斷時(shí)使P1的8個(gè)LED閃爍2次。第六章 中斷系統(tǒng)硬件電路及程序：硬件電路及程序：第六章 中斷系統(tǒng)ORG0000H；主程序；主程序LJMPMAINORG0003H；外部中斷；外部中斷0中斷入口中斷入口LJMPINT0ORG1000HMAIN：MOVSP，#70H；初始化初始化SETBIT0；INT0為邊沿觸發(fā)為邊沿觸發(fā)SETBEA；開(kāi)放中斷；開(kāi)放中斷SETBEX0程序程序如下如下：第六章 中斷系統(tǒng)SHIFT：MOVA，#0FFH；左移初值；左移初值MOVR2，#8；左移；左移8次次CLRCSL：RLCA；左移一次；左移一次MOVP1，A；輸出；輸出