51單片機中斷系統(tǒng)含動態(tài)演示概述

1、單片機原理及應(yīng)用技術(shù)主講：張志剛部門：電力學(xué)院電話六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用6.3 中斷系統(tǒng)6.3.1 中斷系統(tǒng)概述1. 中斷的概念 在計算機中，由于計算機內(nèi)部的原因、軟硬件的原因，使CPU暫停當(dāng)前工作，轉(zhuǎn)到需要處理的中斷源的服務(wù)程序入口（中斷響應(yīng)），一般在入口處執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)去處理中斷事件（中斷服務(wù)）。執(zhí)行完中斷服務(wù)后，再回到原來程序被中斷的地方繼續(xù)處理執(zhí)行程序（中斷返回），這個過程稱為中斷。第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用主程序中斷服務(wù)子程序主程序主程序中斷服務(wù)子程序斷點中斷過程示意中斷源中斷響應(yīng)中斷服務(wù)中斷返回中

2、斷請求第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用2.中斷系統(tǒng)功能（1）實現(xiàn)中斷并返回（2）實現(xiàn)優(yōu)先排隊（3）高級中斷能中斷低級中斷主程序主程序高優(yōu)先級中斷服務(wù)斷點1斷點2低優(yōu)先級中斷服務(wù)第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用3.中斷的優(yōu)點（1）分時操作 可以使CPU和外設(shè)同時工作，使CPU的利用率大大提高（2）實時處理 在實時控制系統(tǒng)中，可在任何時間發(fā)出中斷申請，CPU可以馬上響應(yīng)加以處理。這樣的及時處理在查詢方式下幾乎不可能。（3）故障處理 計算機在運行過程中，往往會出現(xiàn)預(yù)料不到的情況或故障，計算機可以利用中斷系統(tǒng)自行處理，而不必停機或報告工作人員。第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用4.中斷源分類

3、及優(yōu)先級 51單片機中斷源：外部中斷、定時器中斷、串口中斷中斷源外部中斷定時器中斷串口中斷 TXD(P3.1) RXD(P3.0)外部中斷0 INT0(P3.2)外部中斷1 INT1(P3.3)定時器中斷0 T0(P3.4)定時器中斷1 T1(P3.5)第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用中斷源的入口地址及優(yōu)先次序中斷源入口地址優(yōu)先級外部中斷00003H0最高級定時器中斷0000BH1外部中斷10013H2定時器中斷1001BH3串口中斷002BH4最低級第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用6.3.2 中斷的控制與實現(xiàn) 中斷的控制與實現(xiàn)是通過4個與中斷相關(guān)的特殊功能寄存器的配置來完成的。寄存器

4、英文名中文名地址TCONtimer control定時器控制寄存器88HSCONserial control串行口控制寄存器98HIEinterrupt enable中斷使能寄存器A8HIPinterrupt priority 中斷優(yōu)先級寄存器B8H第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用定時器控制寄存器TCON位定義位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT088H位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HIT0、IT1：外部中斷0、1的觸發(fā)方式控制位 0：電平方式，低電平有效1：邊沿觸發(fā)方式，下降沿有效IE0、IE1：外部中斷0

5、、1的中斷請求標(biāo)志位1：表示INT0、INT1向CPU發(fā)出中斷請求TR0、TR1：定時器0、1運行控制位（與中斷無關(guān)）TF0、TF1：定時器0、1溢出中斷請求標(biāo)志位（可由軟件或硬件清零）1：表示T0、T1向CPU發(fā)出中斷請求第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用串行口控制寄存器SCON位定義位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI98H位地址9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98HTI：串口發(fā)送中斷請求標(biāo)志位（硬件自動置1，軟件清零）RI：串口接收中斷請求標(biāo)志位（硬件自動置1，軟件清零）第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用中斷使能寄存

6、器IE位定義位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址IEEAESET1EX1ET0EX0A8H位地址AFHAEHADHACHABHAAHA9HA8HEA：中斷使能總控制位0：CPU關(guān)總中斷，屏蔽所有中斷請求1：CPU開總中斷，可以相應(yīng)任何使能的中斷ES：串行口中斷使能控制位ET0、1：定時器中斷0、1使能控制位EX0、1：外部中斷0、1使能控制位0：除能、禁止?fàn)顟B(tài)1：使能、允許狀態(tài)中斷使能總結(jié)0：禁止1：允許第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用中斷優(yōu)先級寄存器IP位定義位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址IPPSPT1PX1PT0PX0B8H位地址BFHBEHBDHBCHBBHBAHB

7、9HB8H 1：高優(yōu)先級 0：低優(yōu)先級 系統(tǒng)復(fù)位后，IP各位為0，所有中斷源設(shè)置為低優(yōu)先級，（中斷順序按默認(rèn)優(yōu)先順序響應(yīng)）通過更新IP的值，就可以容易地改變中斷源的優(yōu)先級。INT0T0INT1T1TX/RXPX1=1INT0T0INT1T1TX/RX高優(yōu)先級低優(yōu)先級第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用5.51單片機的中斷優(yōu)先原則 CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應(yīng)優(yōu)先級最高的中斷請求 正在進行的中斷不能被新的同級或低級的中斷請求所中斷 正在進行低優(yōu)先級的中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷主程序主程序高優(yōu)先級中斷服務(wù)斷點1斷點2低優(yōu)先級中斷服務(wù)第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用51單片機中

8、斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 IE0TCONSCONINT0 IT0=0 IT0=1INT1 IT1=0 IT1=1TF0 IE1TF1T0T1TIRITXDRXDESET0EX0EX1ET1EA自然優(yōu)先級自然優(yōu)先級矢量地址高級中斷請求高級中斷請求自然優(yōu)先級自然優(yōu)先級矢量地址低級中斷請求低級中斷請求PX0PT0PX1PT1PSIEIP中斷標(biāo)志位中斷源允許總允許中斷優(yōu)先級第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用6.3.3 中斷的處理過程中斷處理分為4個階段：中斷請求中斷響應(yīng)中斷服務(wù)中斷返回其中，中斷請求和中斷響應(yīng)是由中斷系統(tǒng)硬件自動完成的。1.中斷響應(yīng)的條件 中斷源有中斷請求 此中斷的中斷使能為1 CPU總中斷使

9、能3個條件同時滿足，CPU才有可能響應(yīng)中斷第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用2.外部中斷的響應(yīng)時間 在一個單一中斷的系統(tǒng)里，外部中斷響應(yīng)時間總是在38個機器周期之間。3.中斷的響應(yīng)過程（1）將相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1，以阻斷后來的同級或低級的中斷請求。（2）執(zhí)行一條硬件LCALL指令，即把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧保存，再將相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址送入PC。（3）執(zhí)行中斷服務(wù)程序前兩步由中斷系統(tǒng)自動完成，中斷服務(wù)程序由用戶編寫程序完成第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用4.中斷返回 中斷服務(wù)程序的最后一條指令必須是中斷返回指令RETI，該指令能使CPU結(jié)束中斷服務(wù)程序的執(zhí)行，返回到曾

10、經(jīng)中斷過的程序處，繼續(xù)執(zhí)行主程序。RETI指令的具體功能：（1）將中斷響應(yīng)時壓入堆棧保存的地址從棧頂彈出送回PC，CPU從原來中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行程序。（2）將相應(yīng)的中斷優(yōu)先級觸發(fā)器置0，通知中斷系統(tǒng)服務(wù)已執(zhí)行完畢。5.外部中斷的觸發(fā)方式：電平觸發(fā)、邊沿脈沖觸發(fā)第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用6.3.4 中斷服務(wù)程序的設(shè)計步驟1.中斷的初始化（1）IE相應(yīng)位置1，允許相應(yīng)的中斷源中斷使能。（注意開啟總中斷EA=1）（2）當(dāng)有多個中斷源共存時，根據(jù)需要設(shè)置IP的相應(yīng)位，確定中斷優(yōu)先級。（3）對于外部中斷源，利用IT0、IT1設(shè)置觸發(fā)方式。第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用2.編寫中斷服務(wù)程序，處理中斷請求（1）現(xiàn)場保護和現(xiàn)場恢復(fù)（2）關(guān)中斷和開中斷（3）中斷處理（4）中斷返回關(guān)中斷現(xiàn)場保護開中斷中斷處理關(guān)中斷現(xiàn)場恢復(fù)開中斷中斷返回第六章 51單片機內(nèi)部功能單元及應(yīng)用C語言相應(yīng)中斷服務(wù)程序void EX0_isr() interrupt 0/中斷服務(wù)程序代碼void EX1_isr() interrupt 2/中斷服務(wù)程序代碼“interrupt+數(shù)字”