第5章_單片機(jī)的中斷系統(tǒng)

1、第5章 中斷系統(tǒng) 12第第5章章 目錄目錄5.1 AT89S51中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)概述5.2 AT89S51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5.2.1 中斷請(qǐng)求源 5.2.2 中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器5.3 中斷允許與中斷優(yōu)先級(jí)的控制中斷允許與中斷優(yōu)先級(jí)的控制 5.3.1 中斷允許寄存器IE 5.3.2 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP5.4 響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件5.5 外部中斷的響應(yīng)時(shí)間外部中斷的響應(yīng)時(shí)間5.6 外部中斷的觸發(fā)方式選擇外部中斷的觸發(fā)方式選擇 5.6.1 電平觸發(fā)方式 5.6.2 跳沿觸發(fā)方式5.7 中斷請(qǐng)求的撤銷中斷請(qǐng)求的撤銷5.8 中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)5.9

2、多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計(jì)多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容概要內(nèi)容概要o介紹片內(nèi)功能部件中斷系統(tǒng)的介紹片內(nèi)功能部件中斷系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)和和工作原理工作原理。o掌握與中斷系統(tǒng)掌握與中斷系統(tǒng)有關(guān)的特殊功能寄存器有關(guān)的特殊功能寄存器以及中斷系統(tǒng)的應(yīng)用特性。以及中斷系統(tǒng)的應(yīng)用特性。o應(yīng)能熟練地進(jìn)行中斷系統(tǒng)的應(yīng)能熟練地進(jìn)行中斷系統(tǒng)的初始化編程初始化編程以及以及中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)。5.1 AT89S515.1 AT89S51中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)概述 中斷技術(shù)主要用于中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，要求單片機(jī)，要求單片機(jī)能及時(shí)地響應(yīng)中斷能及時(shí)地響應(yīng)中斷請(qǐng)求源提出的服務(wù)請(qǐng)求請(qǐng)求源提

3、出的服務(wù)請(qǐng)求，并作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。這是由片內(nèi)的中，并作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)中斷請(qǐng)求源當(dāng)中斷請(qǐng)求源發(fā)出中斷請(qǐng)求發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許，單片機(jī)暫時(shí)時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求。中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求。 中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求后，再回到原來(lái)被中止的程中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求后，再回到原來(lái)被中止的程序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。 圖圖5-15-1為整個(gè)中斷

4、響應(yīng)和處理過(guò)程。為整個(gè)中斷響應(yīng)和處理過(guò)程。56圖圖5-1 中斷響應(yīng)和處理過(guò)程中斷響應(yīng)和處理過(guò)程如果單片機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)如果單片機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢是否有，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢操作上。服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢操作上。采用中斷技術(shù)完全采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高，大大地提高了單片機(jī)的了單片機(jī)的工作效率工作效率和和實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性。5.2 AT89S515.2 AT89S51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖圖5-25-2所示。所示。中斷系統(tǒng)有中斷

5、系統(tǒng)有5 5個(gè)個(gè)中斷請(qǐng)求源（簡(jiǎn)稱中斷源），中斷請(qǐng)求源（簡(jiǎn)稱中斷源），兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)兩級(jí)中斷服務(wù)程序嵌套兩級(jí)中斷服務(wù)程序嵌套。每一中斷源可用軟件獨(dú)立控制為每一中斷源可用軟件獨(dú)立控制為允許中斷允許中斷或或關(guān)中斷關(guān)中斷狀態(tài)，狀態(tài)，中斷優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)均均可用軟件來(lái)設(shè)置?？捎密浖?lái)設(shè)置。75.2.1 中斷請(qǐng)求源中斷請(qǐng)求源由圖5-2可見(jiàn)，AT89S51中斷系統(tǒng)共有5個(gè)中斷請(qǐng)求源：（1） 外部中斷請(qǐng)求0，中斷請(qǐng)求信號(hào)由 引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE0。（2） 外部中斷請(qǐng)求1，中斷請(qǐng)求信號(hào)由 引腳輸入，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為IE1。（3）定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)溢出發(fā)出的中斷

6、請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為TF0。（4）定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)溢出發(fā)出的中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為TF1。（5）串行口串行口中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求標(biāo)志為發(fā)送中斷TI或接收中斷RI。80INT1INT0INT1INT9圖圖5-2 5-2 AT89S51AT89S51的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖5.2.2 中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器中斷請(qǐng)求標(biāo)志寄存器5個(gè)中斷請(qǐng)求源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志中斷請(qǐng)求標(biāo)志分別由TCON和SCON的相應(yīng)位鎖存。1. TCON寄存器寄存器為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制寄存器，字節(jié)地址為88H，可位尋址。特殊功能寄存器TCON的格式如圖圖5-3所示。10圖圖5-35-3 特殊功能寄存器特殊

7、功能寄存器TCONTCON的格式的格式TCON各標(biāo)志位功能如下：各標(biāo)志位功能如下：（1）TF1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)T1計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件使TF1置“1”，向CPU申請(qǐng)中斷。CPU響應(yīng)TF1中斷時(shí)，TF1標(biāo)志由硬件自動(dòng)清由硬件自動(dòng)清“0”，TF1也可由軟件清“0”。（2）TF0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，功能與TF1類似。（3）IE1外部中斷請(qǐng)求1的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。（4）IE0外部中斷請(qǐng)求0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，功能與IE1類似。（5）IT1選擇外部中斷請(qǐng)求1為跳沿觸發(fā)還是電平觸發(fā)。11IT1=0，電平觸發(fā)，電平觸發(fā)方式，引腳 上低電平有效，并把IE1置“1”。轉(zhuǎn)

8、向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件自動(dòng)把IE1清“0”。IT1=1，跳沿觸發(fā)跳沿觸發(fā)方式，加到引腳 上的外部中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)電平從高到低的負(fù)跳變有效負(fù)跳變有效，并把IE1置“1”。轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件自動(dòng)自動(dòng)把IE1清“0”。（6）IT0選擇外部中斷請(qǐng)求0為跳沿觸發(fā)方式還是電平觸發(fā)方式，其意義與IT1類似。AT89S51復(fù)位復(fù)位后，TCON被清被清“0”，5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志均為0。TR1（D6位）、TR0（D4位）這2位與中斷系統(tǒng)無(wú)關(guān)與中斷系統(tǒng)無(wú)關(guān)，將在第6章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中介紹。122. SCON寄存器寄存器串行口控制寄存器，字節(jié)地址為98H，可位尋址可位尋址。低二位鎖存串行口的發(fā)送中斷和

9、接收中斷的中斷請(qǐng)求標(biāo)志TI和RI，格式如圖圖5-4所示所示。 圖圖5-4 SCON中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位中的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位各標(biāo)志位的功能： （1）TI串行口的發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。每發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)后，TI自動(dòng)置“1”。TI標(biāo)志必須由軟件清必須由軟件清“0”。13（2）RI串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。串行口接收完一個(gè)串行數(shù)據(jù)幀，串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。串行口接收完一個(gè)串行數(shù)據(jù)幀，硬件自動(dòng)使硬件自動(dòng)使RI中斷請(qǐng)求標(biāo)志置中斷請(qǐng)求標(biāo)志置“1”。必須在中斷服務(wù)程序中用指令對(duì)。必須在中斷服務(wù)程序中用指令對(duì)RI清清“0”。 5.3 中斷允許與中斷優(yōu)先級(jí)的控制中斷允許與中斷優(yōu)先級(jí)的控制中斷允許中斷允許控制由中斷

10、允許寄存器控制由中斷允許寄存器IE控制?？刂啤Ｖ袛鄡?yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)控制由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器控制由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP控制?？刂?。5.3.1 中斷允許寄存器中斷允許寄存器IEAT89S51的對(duì)各中斷源的開(kāi)放或屏蔽，是由中斷允許寄存器的對(duì)各中斷源的開(kāi)放或屏蔽，是由中斷允許寄存器IE控制的?？刂频?。IE字節(jié)地址為字節(jié)地址為A8H，可位尋址可位尋址，格式如圖，格式如圖5-5所示所示。14 圖5-5 中斷允許寄存器IE的格式IE對(duì)中斷的開(kāi)放和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制兩級(jí)控制。有一個(gè)總的開(kāi)關(guān)中斷控制位EA（IE.7位），EA=0時(shí)，所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽；EA=1時(shí)，開(kāi)放中斷，但5個(gè)中斷源的中斷請(qǐng)求是否允許，還要由I

11、E中的低中的低5位位所對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的5個(gè)中斷請(qǐng)求允許控制位個(gè)中斷請(qǐng)求允許控制位的狀態(tài)來(lái)決定（圖5-5）。15IE中各位功能如下：中各位功能如下：（1）EA中斷允許總開(kāi)關(guān)控制位。中斷允許總開(kāi)關(guān)控制位。EA=0，所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽。，所有的中斷請(qǐng)求被屏蔽。EA=1，所有的中斷請(qǐng)求被開(kāi)放。，所有的中斷請(qǐng)求被開(kāi)放。（2）ES串行口中斷允許位。串行口中斷允許位。ES=0，禁止串行口中斷。，禁止串行口中斷。ES=1，允許串行口中斷。，允許串行口中斷。（3）ET1定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷允許位。的溢出中斷允許位。ET1=0，禁止，禁止T1溢出中斷。溢出中斷。ET1=1，允許，允許T1溢出中斷

12、。溢出中斷。（4）EX1外部中斷外部中斷1中斷允許位。中斷允許位。16EX1=0，禁止外部中斷，禁止外部中斷1中斷。中斷。EX1=1，允許外部中斷，允許外部中斷1中斷。中斷。（5）ET0定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷允許位。的溢出中斷允許位。ET0=0，禁止，禁止T0溢出中斷。溢出中斷。ET0=1，允許，允許T0溢出中斷。溢出中斷。（6）EX0外部中斷外部中斷0中斷允許位。中斷允許位。EX0=0，禁止外部中斷，禁止外部中斷0中斷。中斷。EX0=1，允許外部中斷，允許外部中斷0中斷。中斷。AT89S51復(fù)位以后，復(fù)位以后，IE被清被清“0”，所有中斷請(qǐng)求被禁止。，所有中斷請(qǐng)求被禁止。I

13、E中與各中與各個(gè)中斷源相應(yīng)的位可用指令置個(gè)中斷源相應(yīng)的位可用指令置“1”或清或清“0”。若使某一個(gè)中斷源被允許中斷若使某一個(gè)中斷源被允許中斷，除了，除了IE相應(yīng)的位被置相應(yīng)的位被置“1”外，還必須外，還必須使使EA位置位置“1”。改變改變IE的內(nèi)容的內(nèi)容，可由，可由位操作指令位操作指令來(lái)實(shí)現(xiàn)（即來(lái)實(shí)現(xiàn)（即SETB bit；CLR bit），），也可用也可用字節(jié)操作指令字節(jié)操作指令實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。18【例【例5-1】 若允許片內(nèi)2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷，并禁止其他中斷源的中斷請(qǐng)求，請(qǐng)編寫設(shè)置IE的相應(yīng)程序段。（1）用位操作指令）用位操作指令CLRES；禁止串行口中斷；禁止串行口中斷 CLREX0；禁止

14、外部中斷；禁止外部中斷0中斷中斷CLREX1；禁止外部中斷；禁止外部中斷1中斷中斷SETBET0；允許定時(shí)器；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0中斷中斷SETBET1；允許定時(shí)器；允許定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1中斷中斷SETBEA ；總中斷開(kāi)關(guān)位開(kāi)放；總中斷開(kāi)關(guān)位開(kāi)放（2）用字節(jié)操作指令）用字節(jié)操作指令MOV IE，#8AH上述兩段程序?qū)E的設(shè)置是相同的。195.3.2 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IPAT89S51的中斷請(qǐng)求源有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，由軟件分別設(shè)置為高高優(yōu)先級(jí)優(yōu)先級(jí)中斷中斷或低低優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)中斷，可實(shí)現(xiàn)：兩級(jí)中斷嵌套兩級(jí)中斷嵌套AT89S51正在執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)中斷的服

15、務(wù)程序時(shí)，可被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷，待高優(yōu)先級(jí)中斷處理完畢后，再返回低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)程序。兩級(jí)兩級(jí)中斷嵌套中斷嵌套的過(guò)程過(guò)程如圖圖5-6所示。2021圖5-6 兩級(jí)中斷嵌套的過(guò)程各中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)關(guān)系，可歸納為兩條基本規(guī)則兩條基本規(guī)則：（1）低優(yōu)先級(jí)可被高優(yōu)先級(jí)中斷，高優(yōu)先級(jí)不能低優(yōu)先級(jí)中斷。）低優(yōu)先級(jí)可被高優(yōu)先級(jí)中斷，高優(yōu)先級(jí)不能低優(yōu)先級(jí)中斷。如果某一中斷源被設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)中斷，則不能被任何其他的中斷源的中斷請(qǐng)求所中斷。（2）任何一種中斷中斷一旦得到響應(yīng)，不會(huì)再被它的同級(jí)中斷源所中斷不會(huì)再被它的同級(jí)中斷源所中斷。中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，其字節(jié)地址為字節(jié)地址為B8H，可位尋址。只要用程序改變

16、其內(nèi)容，可進(jìn)行各中斷源中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)的設(shè)置，IP寄存器的格式如圖5-7所示。22 圖5-7 IP寄存器的格式中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP各位的含義各位的含義如下：（1）PS串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位 1：高優(yōu)先級(jí)0：低優(yōu)先級(jí)（2）PT1定時(shí)器T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位 1：高優(yōu)先級(jí)0：低優(yōu)先級(jí)23（3）PX1外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位1：高優(yōu)先級(jí)0：低優(yōu)先級(jí)（4）PT0定時(shí)器T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位1：高優(yōu)先級(jí)0：低優(yōu)先級(jí)（5）PX0外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位1：高優(yōu)先級(jí)0：低優(yōu)先級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP用位操作指令或字節(jié)操作指令可更新IP的內(nèi)容，以改變中斷優(yōu)先級(jí)。AT89S51復(fù)位復(fù)位以后，IP的內(nèi)

17、容為0，各個(gè)中斷源均為低優(yōu)先級(jí)均為低優(yōu)先級(jí)中斷。24AT89S51的中斷系統(tǒng)有的中斷系統(tǒng)有兩個(gè)不可尋址的兩個(gè)不可尋址的“優(yōu)先級(jí)激活觸發(fā)器。優(yōu)先級(jí)激活觸發(fā)器。一個(gè)指示某高優(yōu)先級(jí)一個(gè)指示某高優(yōu)先級(jí)的中斷正在執(zhí)行，所有后來(lái)的中斷均被阻止；的中斷正在執(zhí)行，所有后來(lái)的中斷均被阻止；另另一個(gè)觸發(fā)器指示某低優(yōu)先級(jí)一個(gè)觸發(fā)器指示某低優(yōu)先級(jí)的中斷正在執(zhí)行，所有同級(jí)的中斷都被阻止，的中斷正在執(zhí)行，所有同級(jí)的中斷都被阻止，但不阻斷高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。但不阻斷高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。在同時(shí)收到在同時(shí)收到幾個(gè)同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求幾個(gè)同優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求時(shí)，哪一個(gè)中斷請(qǐng)求能優(yōu)先得到時(shí)，哪一個(gè)中斷請(qǐng)求能優(yōu)先得到響應(yīng)，響應(yīng)，取決于內(nèi)

18、部的查詢順序。取決于內(nèi)部的查詢順序。這相當(dāng)于在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)內(nèi)，還同時(shí)存這相當(dāng)于在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)內(nèi)，還同時(shí)存在另一個(gè)輔助優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，其查詢順序見(jiàn)表在另一個(gè)輔助優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，其查詢順序見(jiàn)表5-1。25表表5-1 同級(jí)中斷的查詢次序同級(jí)中斷的查詢次序由此可見(jiàn)，各中斷源在同一個(gè)優(yōu)先級(jí)的條件下，外部中斷外部中斷0的中斷優(yōu)先權(quán)最高最高，串行口中斷串行口中斷優(yōu)先權(quán)最低最低。26【例【例5-25-2】 IP寄存器初始化，AT89S51的兩個(gè)外中斷兩個(gè)外中斷請(qǐng)求為高優(yōu)先級(jí)，其他中斷請(qǐng)求為低優(yōu)先級(jí)。（1）用位操作指令）用位操作指令SETB PX0SETB PX0；外中斷；外中斷0 0設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)SET

19、B PX1SETB PX1；外中斷；外中斷1 1設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)CLR PSCLR PS；串行口設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)；串行口設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)CLR PT0CLR PT0；定時(shí)器；定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0T0為低優(yōu)先級(jí)為低優(yōu)先級(jí)CLR PT1CLR PT1；定時(shí)器；定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1T1為低優(yōu)先級(jí)為低優(yōu)先級(jí) （2）用字節(jié)操作指令）用字節(jié)操作指令MOV IPMOV IP，#05H#05H275.4 響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件響應(yīng)中斷請(qǐng)求的條件中斷請(qǐng)求被響應(yīng)，必須滿足以下必要條件：必須滿足以下必要條件：（1）總中斷允許總中斷允許開(kāi)關(guān)接通，即IE寄存器中的中斷總允許位EA=1。（2）該中斷源

20、發(fā)出中斷請(qǐng)求發(fā)出中斷請(qǐng)求，即對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志為對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志為“1”。（3）該中斷源的中斷允許位中斷允許位=1，即該中斷被允許。（4）無(wú)同級(jí)無(wú)同級(jí)或更高級(jí)中斷更高級(jí)中斷正在被服務(wù)。當(dāng)CPU查詢到有效的中斷請(qǐng)求時(shí)，在滿足上述條件時(shí)，緊接著就進(jìn)行中斷響應(yīng)。28中斷響應(yīng)的過(guò)程：中斷響應(yīng)的過(guò)程：首先由硬件自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令自動(dòng)生成一條長(zhǎng)調(diào)用指令“LCALL addr16”。就是程序存儲(chǔ)區(qū)中相應(yīng)的中斷入口地址相應(yīng)的中斷入口地址。例如，例如，對(duì)于外部中斷1的響應(yīng)，硬件自動(dòng)生成的長(zhǎng)調(diào)用指令為L(zhǎng)CALL 0013H首先將程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容的內(nèi)容壓入堆棧壓入堆棧以保護(hù)斷點(diǎn)，再將中斷入口地中斷入口地址

21、裝入址裝入PC，使程序轉(zhuǎn)向響應(yīng)中斷請(qǐng)求的中斷入口地址。各中斷源服務(wù)程序的入口地址入口地址，如表5-2所示。29 表表5-2 5-2 中斷入口地址表中斷入口地址表 兩個(gè)中斷入口間只相隔兩個(gè)中斷入口間只相隔8字節(jié)字節(jié)，難以安放一個(gè)完整的中斷服務(wù)程序。因此，通常在中斷入口地址處放置一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令通常在中斷入口地址處放置一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，使程序執(zhí)行轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口。30中斷響應(yīng)是有條件的，當(dāng)遇到下列三種情況三種情況之一時(shí)，中斷響應(yīng)被封鎖：（1）CPU正在處理同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)正在處理同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的中斷。（2）所查詢的機(jī)器周期不是當(dāng)前正在執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期不是當(dāng)前正在執(zhí)行指令的最后一

22、個(gè)機(jī)器周期。只有在當(dāng)前指令執(zhí)行完畢后，才能進(jìn)行中斷響應(yīng)，以確保當(dāng)前指令執(zhí)行指令執(zhí)行的完整性的完整性。（3）正在執(zhí)行的指令是RETI或是訪問(wèn)IE或IP的指令。因?yàn)榘凑誂T89S51中斷系統(tǒng)的規(guī)定，在執(zhí)行完這些指令后，需要再執(zhí)行完一條指令，才能響應(yīng)新的中斷請(qǐng)求。如果存在上述三種情況之一，CPU將丟棄中斷查詢結(jié)果，不能對(duì)中斷進(jìn)行響應(yīng)。315.5 外部中斷的響應(yīng)時(shí)間外部中斷的響應(yīng)時(shí)間 使用外部中斷外部中斷時(shí)，需考慮從外部中斷請(qǐng)求到轉(zhuǎn)向中斷入口地址所需的外部中斷請(qǐng)求到轉(zhuǎn)向中斷入口地址所需的時(shí)間時(shí)間。 外部中斷的最短最短響應(yīng)時(shí)間為響應(yīng)時(shí)間為3個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期。其中中斷請(qǐng)求標(biāo)志位查詢標(biāo)志位查詢占占1個(gè)機(jī)

23、器周期個(gè)機(jī)器周期，而這個(gè)機(jī)器周期恰好處于指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。在這個(gè)機(jī)器周期結(jié)束后，中斷即被響應(yīng)，CPU接著執(zhí)行一條硬件子程序調(diào)用硬件子程序調(diào)用指令指令LCALL到相中斷服務(wù)程序入口，需要需要2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期。 外部中斷響應(yīng)的最長(zhǎng)最長(zhǎng)時(shí)間為時(shí)間為8個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期。在CPU進(jìn)行中斷標(biāo)志查詢時(shí)，剛好才開(kāi)始執(zhí)行RETI或訪問(wèn)IE或IP的指令，需執(zhí)行完指令再繼續(xù)執(zhí)行一條指令后，才響應(yīng)中斷。32執(zhí)行RETI或訪問(wèn)IE或IP的指令，最長(zhǎng)需要2個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期。接著再執(zhí)行一條指令，最長(zhǎng)指令（乘法指令MUL和除法指令DIV）來(lái)算，也只有4個(gè)個(gè)機(jī)器周期機(jī)器周期。再加上硬件子程序調(diào)用指令LCAL

24、L的執(zhí)行，需要2個(gè)個(gè)機(jī)器周期機(jī)器周期，所以，外部中斷響應(yīng)的最長(zhǎng)時(shí)間為8個(gè)機(jī)器周期。如果已經(jīng)在處理同級(jí)或更高級(jí)中斷處理同級(jí)或更高級(jí)中斷，外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間取決于正在執(zhí)行的中斷服務(wù)程序的處理時(shí)間，這種情況下，響應(yīng)時(shí)間就無(wú)法計(jì)算了。這樣，在一個(gè)單一中斷單一中斷的系統(tǒng)里，AT89S51單片機(jī)對(duì)外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間總是在38個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期之間。335.6 外部中斷的觸發(fā)方式選擇外部中斷的觸發(fā)方式選擇兩種觸發(fā)方式：電平觸發(fā)方式和跳沿觸發(fā)方式。5.6.1 電平觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式外部中斷申請(qǐng)觸發(fā)器的狀態(tài)隨著CPU在每個(gè)機(jī)器周期采樣到的外部中斷輸入引腳的電平變化而變化。在中斷服務(wù)程序返回之前中斷服

25、務(wù)程序返回之前，外中斷請(qǐng)求輸入必須無(wú)效外中斷請(qǐng)求輸入必須無(wú)效（即外部中斷請(qǐng)求輸入已由低電平變?yōu)楦唠娖剑?，否則會(huì)再次響應(yīng)中斷。所以本方式適合于適合于外部中斷以低電平輸入以低電平輸入且中斷服務(wù)程序能清除外部清除外部中斷請(qǐng)求源中斷請(qǐng)求源（即外中斷輸入電平又變?yōu)楦唠娖剑┑那闆r。345.6.2 跳沿觸發(fā)方式跳沿觸發(fā)方式外部中斷申請(qǐng)觸發(fā)器能鎖存外部中斷輸入線上的鎖存外部中斷輸入線上的負(fù)跳變負(fù)跳變。即使不能響應(yīng)，中斷請(qǐng)求標(biāo)志不丟失。相繼連續(xù)兩次采樣，一個(gè)機(jī)器周期為高，下一個(gè)機(jī)器周期采樣為低，則中斷申請(qǐng)觸發(fā)器置1，直到CPU響應(yīng)此中斷時(shí)，才清0。輸入的負(fù)脈沖寬度至少保持12個(gè)時(shí)鐘周期，才能被采樣到。適合于以負(fù)

26、脈沖形式輸入的外部中斷請(qǐng)求。5.7 中斷請(qǐng)求的撤銷中斷請(qǐng)求的撤銷某個(gè)中斷請(qǐng)求被響應(yīng)后，就存在著一個(gè)中斷請(qǐng)求的撤銷問(wèn)題。351定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求的撤銷計(jì)數(shù)器中斷請(qǐng)求的撤銷硬件會(huì)自動(dòng)把中斷請(qǐng)求標(biāo)志位（TF0或TF1）清0，自動(dòng)撤銷自動(dòng)撤銷。2外部中斷請(qǐng)求的撤銷外部中斷請(qǐng)求的撤銷（1）跳沿方式外部中斷請(qǐng)求的撤銷）跳沿方式外部中斷請(qǐng)求的撤銷包括兩項(xiàng)：中斷標(biāo)志位清中斷標(biāo)志位清0和外中斷信號(hào)的撤銷外中斷信號(hào)的撤銷。中斷標(biāo)志位清中斷標(biāo)志位清0是在中斷響應(yīng)后由硬件自動(dòng)完成的。外中斷請(qǐng)求信號(hào)的撤銷外中斷請(qǐng)求信號(hào)的撤銷，由于跳沿信號(hào)過(guò)后也就消失了，自動(dòng)撤銷。36（2）電平方式外部中斷請(qǐng)求的撤銷）電平方式

27、外部中斷請(qǐng)求的撤銷電平方式外中斷請(qǐng)求的撤銷，其中中斷請(qǐng)求標(biāo)志自動(dòng)撤銷，但中斷請(qǐng)電平方式外中斷請(qǐng)求的撤銷，其中中斷請(qǐng)求標(biāo)志自動(dòng)撤銷，但中斷請(qǐng)求信號(hào)的低電平可能繼續(xù)存在，為此，除了標(biāo)志位清求信號(hào)的低電平可能繼續(xù)存在，為此，除了標(biāo)志位清“0”之外，還需在之外，還需在中斷響應(yīng)后中斷響應(yīng)后把中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳從把中斷請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳從低電平低電平強(qiáng)制改變?yōu)閺?qiáng)制改變?yōu)楦唠娖礁唠娖剑?，如圖圖5-8所示。所示。 37圖5-8 電平方式的外部中斷請(qǐng)求的撤銷電路由圖5-8，用D觸發(fā)器鎖存觸發(fā)器鎖存外來(lái)的中斷請(qǐng)求外來(lái)的中斷請(qǐng)求低電平低電平，并通過(guò)D觸發(fā)器的輸出端Q接到 （或 ）。所以，增加的D觸發(fā)器不影響中斷請(qǐng)

28、求。中斷響應(yīng)后，利用D觸發(fā)器的SD端接AT89S51的P1.0端。因此，只要P1.0端輸出一個(gè)負(fù)脈沖就可以使端輸出一個(gè)負(fù)脈沖就可以使D觸發(fā)器置觸發(fā)器置“1”，撤銷低電平的中斷請(qǐng)求信號(hào)。負(fù)脈沖負(fù)脈沖可在中斷服務(wù)程序中增加如下指令：ORL P1，#01H；P1.0為為“1”ANL P1，#0FEH；P1.0為為“0”O(jiān)RL P1，#01H；P1.0為為“1”38INT01INT3串行口中斷請(qǐng)求的撤銷串行口中斷請(qǐng)求的撤銷響應(yīng)串行口的中斷后，CPU無(wú)法知道是接收中斷還是發(fā)送中斷，還需測(cè)試這兩個(gè)中斷標(biāo)志位，以判定是接收操作還是發(fā)送操作判定是接收操作還是發(fā)送操作，然后才清除。所以串行口中斷請(qǐng)求的撤銷只能使

29、用只能使用軟件軟件的方法的方法，在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行，即用如下指令在中斷服務(wù)程序中對(duì)串行口中斷標(biāo)志位進(jìn)行清除：CLR TI ；清；清TI標(biāo)志位標(biāo)志位CLR RI ；清；清RI標(biāo)志位標(biāo)志位5.8 中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序的設(shè)計(jì)中斷系統(tǒng)的運(yùn)行必須與中斷服務(wù)子程序配合才能正確使用。設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序需要首先明確以下幾個(gè)問(wèn)題。391中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)的任務(wù)中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)的任務(wù)任務(wù)有下列4條：（1）設(shè)置中斷允許控制寄存器設(shè)置中斷允許控制寄存器IE，允許相應(yīng)的中斷請(qǐng)求源中斷。（2）設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)寄存器設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，確定所使用的中斷源的優(yōu)先級(jí)。（3）若是外部中斷源若是外部中斷源，還

30、要設(shè)置中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式觸發(fā)方式?jīng)Q定采用電平觸發(fā)方式還是跳沿觸發(fā)方式。（4）編寫中斷服務(wù)子程序編寫中斷服務(wù)子程序，處理中斷請(qǐng)求。40前3條一般放在主程序的初始化程序段中?！纠纠?-35-3】 假設(shè)允許外部中斷外部中斷0中斷中斷，設(shè)定為高級(jí)高級(jí)中斷，采用跳沿觸發(fā)方式，其他中斷源為低級(jí)中斷。初始化程序如下：SETB EA；EA 位置1，總中斷開(kāi)關(guān)位開(kāi)放SETB EX0；ET0位置1，允許外部中斷0產(chǎn)生中斷SETB PX0；PX0位置1，外部中斷0為高優(yōu)先級(jí)中斷SETB IT0 ；IT0位置1，外部中斷0為跳沿觸發(fā)方式412采用中斷時(shí)的主程序結(jié)構(gòu)采用中斷時(shí)的主程序結(jié)構(gòu)程序必須先從主程序起始地址主程

31、序起始地址0000H執(zhí)行。所以，在在0000H起始起始地址的幾個(gè)字節(jié)中，用無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令地址的幾個(gè)字節(jié)中，用無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，跳向主程序。另外，各中斷入口地址之間依次相差8字節(jié)，中斷服務(wù)子程序稍長(zhǎng)就超過(guò)8字節(jié)，這樣中斷服務(wù)子程序就占用了其他的中斷入口地址，影響其他中斷源的中斷處理。為此，一般在進(jìn)入中斷后，用一般在進(jìn)入中斷后，用一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令指令，把中斷服務(wù)子程序，把中斷服務(wù)子程序跳轉(zhuǎn)到跳轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離其他中斷入口的入口地址處。遠(yuǎn)離其他中斷入口的入口地址處。42常用的主程序結(jié)構(gòu)主程序結(jié)構(gòu)如下： ORG0000H LJMP MAIN ORG X1X2X3X4H；X1X2X3X4H為某中斷

32、源的中斷入口 LJMP INT；INT為某中斷源的中斷入口標(biāo)號(hào) ORG Y1Y2Y3Y4H；Y1Y2Y3Y4H為主程序入口MAIN：主程序INT： 中斷服務(wù)子程序注意：注意：如果有多個(gè)中斷源，就有多個(gè)“ORG X1X2X3X4H”的入口地址，多個(gè)“中斷入口地址”必須依次由小到大排列必須依次由小到大排列。主程序MAIN的起始地址Y1Y2Y3Y4H，根據(jù)具體情況來(lái)安排。433中斷服務(wù)子程序的流程中斷服務(wù)子程序的流程 中斷服務(wù)子程序的基本流程如圖5-9所示。下面對(duì)有關(guān)中斷服務(wù)子程序執(zhí)行過(guò)程中的一些問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。 44圖5-9 中斷子服務(wù)程序的基本流程（1）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)）現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)是

33、指單片機(jī)中某些寄存器和存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù)或狀態(tài)。為使中斷服務(wù)子程序的執(zhí)行不破壞這些數(shù)據(jù)或狀態(tài)，因此要送入堆棧保存起來(lái)，這就是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)。 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)一定要位于中斷處理程序的位于中斷處理程序的前面前面。中斷處理結(jié)束后，在返回主程序前，則需要把保存的現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)容從堆棧中彈出恢復(fù)原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)。現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)一定要位于中斷處理的中斷處理的后面后面。AT89S51的堆棧操作指令：“PUSH direct”和“POP direct”，是供現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)使用的。要保護(hù)哪些內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)具體情況來(lái)定。45（2）關(guān)中斷和開(kāi)中斷）關(guān)中斷和開(kāi)中斷 現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)前現(xiàn)場(chǎng)

34、恢復(fù)前關(guān)中斷，是為防止此時(shí)有高一級(jí)的中斷進(jìn)入，避免現(xiàn)場(chǎng)被破壞。在現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)之后的開(kāi)中斷在現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)之后的開(kāi)中斷是為下一次的中斷做好準(zhǔn)備，也為了允許有更高級(jí)的中斷進(jìn)入。這樣，中斷處理可以被打斷，但原來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)不允許更改，除了現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)的片刻外，仍然保持著中斷嵌套的功能。但有時(shí)候，一個(gè)重要的中斷，必須執(zhí)行完畢，不允許被其他的中斷嵌但有時(shí)候，一個(gè)重要的中斷，必須執(zhí)行完畢，不允許被其他的中斷嵌套。套?？稍诂F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)前先關(guān)閉總中斷開(kāi)關(guān)位，待中斷處理完畢后再開(kāi)總中斷開(kāi)關(guān)位。這樣，需把圖5-9中的“中斷處理”步驟前后的“開(kāi)中斷”和“關(guān)中斷” 去掉。46（3）中斷處理）中斷處

35、理 應(yīng)用設(shè)計(jì)者根據(jù)任務(wù)的具體要求，來(lái)編寫中斷處理部分的程序。（4）中斷返回）中斷返回中斷服務(wù)子程序最后一條指令必須是返回指令最后一條指令必須是返回指令RETI。CPU執(zhí)行完這條指令后，把響應(yīng)中斷時(shí)所置把響應(yīng)中斷時(shí)所置1的不可尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清的不可尋址的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清0，然后從堆棧中彈出棧頂上的兩個(gè)字節(jié)的斷點(diǎn)地址送到程序計(jì)數(shù)器PC，彈出的第一個(gè)字節(jié)送入PCH，彈出的第二個(gè)字節(jié)送入PCL，從斷點(diǎn)處重新執(zhí)行主程序。47【例【例5-4】 根據(jù)圖5-9流程，編寫中斷服務(wù)程序。設(shè)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)只將PSW寄存器和累加器A的內(nèi)容壓入堆棧中保護(hù)。一個(gè)典型的中斷服務(wù)子程序如下：INT：CLR EA；CPU關(guān)中斷PUSH PSW；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)PUSH AccSETB EA；總中斷允許中斷處理段中斷處理段 CLR EA；關(guān)中斷POP Acc；現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)POP PSWSETBEA；總中斷允許RETI；中斷返回，恢復(fù)斷點(diǎn)48上述程序幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明：（1）本例的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)假設(shè)僅僅涉及PSW和A的內(nèi)容，如有其他需要保護(hù)的內(nèi)容，只需在相應(yīng)位置再加幾條PUSH和POP指令即可。注意，堆棧的操作是先進(jìn)后出。（2） “中斷處理程序段”，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)中斷任務(wù)的具體要