第06 MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)器

1、第六章 MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)本章內(nèi)容中斷的概念； MCS-51單片機中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；中斷相應(yīng)的過程與原理；中斷的應(yīng)用與編程。1西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.1 中斷的概念6.2 MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3 中斷允許寄存器IE6.4 中斷優(yōu)先級寄存器IP6.5 中斷請求寄存器TCON、SCON6.6 中斷處理過程6.7 中斷應(yīng)用舉例本 章 目 錄2西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.1 中斷的概念CPU中止正在運行的程序，轉(zhuǎn)向為外部設(shè)備服務(wù)的過程稱為中斷。當(dāng)完成中斷后，CPU再回到原來的“斷點”繼續(xù)原來的程序。對CPU而言，中斷事件是由外部產(chǎn)生，具有隨機性、不可知性。主程序斷點中斷響

2、應(yīng)中斷返回中斷服務(wù)程序3西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春中斷的技術(shù)特點：提高CPU的工作效率；可以及時處理外界的突發(fā)事件；可以高效率的對多個外部設(shè)備進行管理；4西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春中斷應(yīng)用舉例：打印機操作狀態(tài)好？ 送一個字符NY中斷服務(wù)程序送一個字符中斷返回CPU采用查詢方式為打印機服務(wù)CPU采用中斷方式為打印機服務(wù)主程序中斷響應(yīng)中斷返回斷點1斷點2斷點35西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.2 MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MCS-51單片機共有5個中斷源。IE0TF0IE1TF1TI中斷源標(biāo)識符高優(yōu)先級中斷請求中斷矢量中斷源標(biāo)識符低優(yōu)先級中斷請求中斷矢量中斷標(biāo)志寄存器TCONSCON中斷允許寄

3、存器IE中斷優(yōu)先級寄存器IP源允許總允許/ INT0/ INT1T0T1RI或TXDRXDEX0ET0EX1ET1ESEAPX0PT0PX1PT1PS10000011116西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.3 中斷允許寄存器IEEA： 總允許位。EA=0：禁止一切中斷； EA=1：中斷開放。ES： 串行口中斷允許位。 ES=1：允許RI、TI引發(fā)中斷； ES=0：禁止串口中斷。ET1、ET0：定時器T1、T0允許位。 ET=1 允許TF0、TF1引發(fā)中斷； ET=0 禁止定時器。EX1、EX0：外中斷/ INT1、/INT0允許位。 EX =1允許，=0禁止。EAXXESET1EX1ET0EX0

4、（0A8H）7西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春例：允許CPU響應(yīng)/INT0的中斷請求編程EX01； EA1； 或 IE0 x81; 1000 0001B8西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.4 中斷優(yōu)先級寄存器IPPS：串行口中斷優(yōu)先級設(shè)定位；PT1、PT0：定時器T1、T0中斷優(yōu)先級設(shè)定位；PX1、PX0：外中斷 int1、0中斷優(yōu)先級設(shè)定位；=1： 高優(yōu)先級，=0：為低優(yōu)先級。XXXPSPT1PX1PT0PX0（0B8H）9西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春由于IP寄存器的設(shè)定，將5個中斷源分為兩個級別。中斷的發(fā)生將遵循下面的3條基本原則：1，低級中斷在響應(yīng)執(zhí)行中，可被高級中斷所中斷，反之則 不能。2，

5、一個中斷（不論是什么優(yōu)先級）一旦得到響應(yīng)，與它同級的中斷則不能再中斷它。3，當(dāng)CPU同時收到幾個同一級別的中斷要求時，CPU響應(yīng)哪個中斷源取決于硬件的查詢順序。 INT0 高 T0 INT1 T1 PS 低10西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春將串行口的中斷優(yōu)先級別設(shè)為最高。 使用指令：SETB IP.PS CLR PX0 CLR PX1 CLR PT0 CLR PT1 或 MOV 0B8H,#10H 完成對IP設(shè)置。XXXPSPT1PX1PT0PX0IP寄存器11西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春中斷嵌套 中斷嵌套流程圖當(dāng)CPU正處理一個中斷請求時，出現(xiàn)一個優(yōu)先級更高的中斷請求，CPU暫停當(dāng)前的中斷服務(wù)

6、程序，保留斷點，轉(zhuǎn)響應(yīng)高優(yōu)先級中斷，待高級中斷處理結(jié)束以后，再繼續(xù)進行被打斷的低級中斷。51系列可二級中斷嵌套。過程響應(yīng)低級中斷請求返回主程序RETI低級中斷程序斷點響應(yīng)高級中斷請求返回低級中斷程序斷點主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序繼續(xù)執(zhí)行高級中斷服務(wù)程序12西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.5 中斷請求寄存器TCON、SCON TCON 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1 TF0 IE1 IT1IE0IT0 (88H)定時器1定時器0外中斷1外中斷0觸發(fā)方式觸發(fā)方式TIRI SCON 99H 98H(B8H)(1)中斷標(biāo)志位： TF1、TF0、IE1、IE0、RI 、

7、TI中斷源請求信號：=1,有中斷請求；=0,無中斷請求。響應(yīng)中斷后, TF1、TF0、IE1、IE0中斷標(biāo)志自動清零。TI，RI 標(biāo)志必須軟件清零。(2)外部中斷觸發(fā)方式選擇位:IT0、IT1 =1：邊沿觸發(fā)方式； =0：低電平觸發(fā)方式。(消除不易，少用)13西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春6.6 中斷處理過程1有中斷請求信號2. 系統(tǒng)處于開中斷狀態(tài)下列條件除外：當(dāng)CPU未執(zhí)行完一條指令。當(dāng)有同級或高級中斷服務(wù)。執(zhí)行RETI指令或訪問IE、IP指令后,不能立即響應(yīng)中斷（要再執(zhí)行下一條后）。（上電啟動地址）（INT0中斷入口）（T0中斷入口）（INT1中斷入口）（T1中斷入口）（串口中斷入口）000

8、0H0003H000BH0013H001BH0023H程序存儲器ROM中斷響應(yīng)條件14西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春CPU查詢到某一中斷源后，對相應(yīng)的優(yōu)先級激活觸發(fā)器置1，阻止后來的同級或低級中斷請求。 保護斷點：將當(dāng)前PC值壓入堆棧保存。*硬件清除可清除的中斷請求標(biāo)志位(IE0、IE1、TF0、TF1)，串口軟件清。中斷處理：將相應(yīng)的中斷矢量裝入PC,轉(zhuǎn)入中斷入口地址（又稱中斷矢量），執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷返回：中斷服務(wù)程序最后一條指令是RETI，它將清除“優(yōu)先級激活觸發(fā)器”，從堆棧中彈出斷點地址并裝入PC中，使CPU回到原來主程序斷點處繼續(xù)運行。 中斷響應(yīng)過程15西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春

9、6.7 中斷應(yīng)用舉例與查詢方式比較，采用中斷方式編程可以提高CPU的運行效率。單片機內(nèi)部模塊：定時器、串行口都可以采用中斷的方式編程；單片機的引腳/INT0、/INT1可以接收外部的中斷信號（低電平或下降沿），使CPU為其服務(wù)；16西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春與查詢方式編程相比，中斷編程要注意兩點：通過對IE寄存器編程開使能對應(yīng)的中斷源；在對應(yīng)的中斷矢量入口單元寫入“跳板指令”，以便中斷發(fā)生時，能夠通過跳板指令使CPU轉(zhuǎn)到真正的中斷服務(wù)子程序中。17西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春（一）定時器方式1應(yīng)用舉例利用單片機的P1.0產(chǎn)生一個頻率為50HZ的對稱方波。【解】：使用T0。確定工作方式、工作模

10、式和定時初值。1.選定時方式（C/*T=0）；2.模式1（M1 M0=01) ，3.計算TC 。TC= 65536-10ms /1us=55536=D8F0H 即TH=D8H，TL=F0H。 4.試編程( 使用查詢和中斷兩種方法）。20ms10ms10ms18西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPT0INT;跳板指令ORG 1000HSTRAT:MOV TMOD,#01H ;設(shè)定時器為定時，模式1 MOV IE,#82H；開中斷（T0）SETB TR0 ;啟動定時器T0LOOP:MOV TH0,# 0D8H ;設(shè)定時初值MOV TL0,# 0F0

11、HSJMP$ ;等待中斷ORG2000H T0INT:CPL P1.0 ; T0中斷服務(wù)程序 P1.0取反MOV TH0,# 0D8H ;重裝初值MOV TL0,# 0F0H RETI ;中斷返回END程序清單（中斷方式）19西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春SJMP $RETI0000H000BHLJMP STARTT0矢量入口復(fù)位入口主程序2000HT0中斷服務(wù)子程序ROM1000HLJMPT0INT 跳板指令20西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春（二）定時器方式1應(yīng)用舉例利用P1.0口線輸出周期為2S的方波。【解】如何產(chǎn)生1S（1000ms）的定時？ 1000ms的定時由50ms累計20次。1, 選

12、擇T0且設(shè)定為定時方式，模式1。2, TC=65535-50ms/1us=3CB0H3, TMOD控制字為：00000001B=01H4, T0采用中斷方式,既每50ms產(chǎn)生一次 中斷，中斷20次便是1S。軟件重裝初值R0=0？NYCPL P1.02 S1S1SP1.020 R0R0-1R0RETIBRT0中斷服務(wù)程序21西華大學(xué)電氣信息學(xué)院 鄭海春ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP BRT0 ORG 1000HSTART:MOV TMOD,#01H；設(shè)T0為定時方式，模式1SETB TR0；啟動定時器T0開始定時 MOV TH0,#3CH；50mS定時初值MOV TL0,#0B0HMOV IE,#82H；開中斷（T0）MOV R0,#14H；計數(shù)器R0賦初值20LOOP:SJMP $；等待T0中斷（TF0=1時引發(fā)中斷）ORG 0080HBRT0:DJNZ R0,NEXT；T0中斷服務(wù)程序CPL P1.0；P1.0輸出取反MOV R0,#14H；計數(shù)器R0重賦初值20NEXT:MOV TH0,#