第五章MCS-51中斷系統(tǒng)

第五章MCS-51中斷系統(tǒng)5.1中斷的概念5.2MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.3中斷請求源5.4中斷控制5.5中斷響應(yīng)5.6外部中斷的觸發(fā)方式5.7中斷服務(wù)程序設(shè)計5.8多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計中斷定義：

當機器正在執(zhí)行程序的過程中，一旦遇到一些異?；蛱厥庹埱髸r，就停止正在執(zhí)行的程序，而轉(zhuǎn)入必要的處理，并在處理完畢后，立即返回斷點繼續(xù)執(zhí)行。圖5.1中斷響應(yīng)過程

中斷術(shù)語:中斷系統(tǒng):能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱中斷系統(tǒng).中斷請求源(中斷源):發(fā)出中斷請求的來源。保護現(xiàn)場恢復現(xiàn)場中斷處理過程1)保護現(xiàn)場PUSHPSWPUSHAPUSHR02)中斷服務(wù)相應(yīng)的中斷源服務(wù)3)恢復現(xiàn)場POPR0POPAPOPPSW4)開中斷和中斷返回RETI5.2MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.3中斷請求MCS-51中斷系統(tǒng)有5個中斷源(見5.2圖)1)--外部中斷請求源0,中斷請求標志IE0.2)--外部中斷請求源1,中斷請求標志IE1.3)T0--定時器/計數(shù)器T0溢出中斷請求,中斷請求標志TF0.4)T1--定時器/計數(shù)器T1溢出中斷請求,中斷請求標志TF1.5)串行口中斷請求,中斷請求標志為TI或RIINT0INT1TCON、SCON、IE、IP對5個中斷源:T0、T1、串行口中斷（TI/RI）、INT0、INT1、的控制的片內(nèi)特殊功能寄存器為：定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON、中斷優(yōu)先級控制寄存器IP和中斷允許寄存器IE。TCON、SCON、IE、IP

T0T1串行口中斷（TI/RI）INT0INT15個中斷請求源對5個中斷源控制的片內(nèi)特殊功能寄存器為：定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON串行口控制寄存器SCON中斷優(yōu)先級控制寄存器IP中斷允許寄存器IE定時/計數(shù)器的控制寄存器TCON字節(jié)地址：88HTCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88HTCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IT0:INT0的觸發(fā)方式控制位。若IT=0，電平觸發(fā)若IT＝1，下降沿觸發(fā)IE0:外部中斷0的中斷請求標志若IE=0，無中斷請求若IE=1，有中斷請求IT1：INT1的觸發(fā)方式控制位IE1：外部中斷1的中斷請求標志TF0：定時/計數(shù)器（T0）溢出中斷請求標志計數(shù)器計滿產(chǎn)生溢出，由硬件置位，TF0=1有中斷請求，否則TF0=0（硬件會自動清0，也可由軟件清0.）TF1:

定時/計數(shù)器（T1）溢出中斷請求標志若TF1=0，無中斷請求；若TF1=1，有中斷請求。TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0串行口控制寄存器SCON字節(jié)地址：98HSCONTIRI位地址99H98HTI：串行口發(fā)送中斷標志

TI=1，中斷請求向串口的數(shù)據(jù)緩沖器SBUF寫入一個數(shù)據(jù)

TI=0，無請求（軟件清0）RI：串行口接收中斷標志

RI=1串行口接收器請求中斷

RI＝0軟件清0SCON

TIRI注：復位后（SCON）=00H5.4中斷控制1.

中斷允許寄存器IE字節(jié)地址：A8HIETIRI位地址99H98HIE--中斷允許寄存器EA:中斷開放標志位

EA=1，CPU開放中斷

EA=0，CPU屏蔽所有的中斷ES:串行中斷允許位

ES=1，允許串行中斷

ES=0，禁止串行中斷ET1：T1的溢出中斷允許位

ET1=1，允許T1中斷

ET1=0，禁止T1中斷IE--中斷允許寄存器EX1：INT1中斷允許位。

EX1=1,允許INT1中斷

EX1=0，禁止INT1中斷ET0：T0的溢出中斷允許位.

ET0=1，允許T0中斷

ET0=0，禁止T0中斷EX0：INT0中斷允許位.

EX0=1，允許INT0中斷

EX0=0，禁止INT0中斷.IP--中斷優(yōu)先級寄存器

MCS-51中斷源有2個中斷優(yōu)先級,每個中斷源可由軟件設(shè)定為高級或低級.可實現(xiàn)2級中斷嵌套,2級中斷嵌套的過程如下圖5.4中斷嵌套實現(xiàn)過程:IP—中斷優(yōu)先級寄存器格式

字節(jié)地址為B8HIP───PSPT1PX1PT0PX0位地址───BCHBBHBAHB9HB8HIP--中斷優(yōu)先級寄存器各個位含義PS—串行口中斷優(yōu)先級控制位

PS=1,串行口中斷定義為高優(yōu)先級中斷

PS=0,串行口中斷定義為低優(yōu)先級中斷PT1—定時器T1中斷優(yōu)先級控制位

PT1=1,定時器T1定義為高優(yōu)先級中斷

PT1=0,定時器T1定義為低優(yōu)先級中斷IP--中斷優(yōu)先級寄存器各個位含義PX1—外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位

PX1=1,外部中斷1定義為高優(yōu)先級中斷

PX1=0,外部中斷1定義為低優(yōu)先級中斷PT0—定時器T0中斷優(yōu)先級控制位

PT0=1,定時器T0定義為高優(yōu)先級中斷

PT0=0,定時器T0定義為低優(yōu)先級中斷PX0—外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位

PX0=1,外部中斷0定義為高優(yōu)先級中斷

PX0=0,外部中斷0定義為低優(yōu)先級中斷同一級優(yōu)先級中斷請求的優(yōu)先級結(jié)構(gòu)中斷源入口地址中斷級別外部中斷00003H最高最低T0溢出中斷000BH外部中斷10013HT1溢出中斷001BH串行口中斷0023H5.5中斷響應(yīng)

響應(yīng)中斷請求的必要條件:1)CPU開中斷,即EA=1.2)該中斷源對應(yīng)的中斷請求標志為1.3)該中斷源的中斷允許位=14)無同級或更高級中斷正在被服務(wù).響應(yīng)中斷后:1)先置位相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器.2)執(zhí)行一個硬件子程序(中斷隱指令)調(diào)用.

清中斷標志、PC內(nèi)容壓棧、中斷入口地址裝入PC

注意:串行口中斷標志TI和RI必須軟件清零.中斷響應(yīng)被禁止的情況除下述條件所阻止,在機器周期S6采樣并按優(yōu)先級處理所激活的中斷請求，將在下一個機器周期的狀態(tài)（S1）響應(yīng)激活的最高級中斷。①CPU正在處理相同的或更高級的中斷。②現(xiàn)行的機器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機器周期。③正在執(zhí)行指令為RETI或訪問IP則至少需要再執(zhí)行一條指令，才會響應(yīng)的中斷請求。外部中斷的響應(yīng)時間:

在一個單一中斷系統(tǒng)里,MCS-51單片機對外部中斷請求的響應(yīng)時間是在3~8個機器周期之間.5.6外部中斷的觸發(fā)方式一、觸發(fā)方式:電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)方式.

電平觸發(fā)(低電平):當外部中斷源被設(shè)定為電平觸發(fā)方式時,在中斷服務(wù)程序返回之前,外部中斷請求輸入必須無效(即變?yōu)楦唠娖?,否則CPU返回主程序后會再次響應(yīng)中斷.注意:該方式適合于外部中斷以低電平輸入而且中斷服務(wù)程序能清除外部中斷請求源情況.邊沿觸發(fā)(下降沿):外部中斷請求觸發(fā)器能鎖存外部中斷輸入線上的負跳變,即便是CPU暫時不能響應(yīng),中斷請求標志也不會丟失.但輸入的負脈沖寬度至少保持12個時鐘周期,才能被CPU采樣到.

注意:該方式適合于以負脈沖形式輸入的外部中斷請求.定時器/計數(shù)器中斷請求的撤消該中斷響應(yīng)后,硬件會自動把中斷請求標志位(TF0或TF1)清0.串行口中斷請求的撤消串行口中斷請求的撤消只有標志位(TI或RI))清0問題.該中斷響應(yīng)后,硬件不會自動清中斷請求標志位.需軟件清0.用指令:

CLR TICLR RI二、中斷請求的撤消外部中斷請求的撤消邊沿方式外部中斷請求的撤消

①中斷標志位清0②外部中斷信號的撤消

由于邊沿信號出現(xiàn)后會消失,所以邊沿方式外部中斷請求也是自動撤消.中斷標志位(IE0或IE1)的清0是在中斷響應(yīng)后,硬件自動完成.電平方式外部中斷請求的撤消①中斷請求標志位(IE0或IE1)撤消硬件自動完成.②中斷請求信號的低電平可能繼續(xù)存在,將會重新把已清0的IE0或IE1置位.所以對電平方式外部中斷請求的撤消,除清標志位外,還必須在中斷響應(yīng)后把中斷請求信號引腳從低電平強制變?yōu)楦唠娖?方法如圖.電平方式外部中斷請求的撤消電路外部中斷請求信號在中斷服務(wù)程序中,增加:ORL P1,#01HANL P1,#FEHCPSDQINT0P1.0MCS-511。5.7中斷服務(wù)程序設(shè)計中斷服務(wù)程序設(shè)計任務(wù)采用中斷時的主程序結(jié)構(gòu)中斷服務(wù)程序流程中斷服務(wù)程序設(shè)計任務(wù)1)設(shè)置IE2)設(shè)置IP3)若為外部中斷,需設(shè)置觸發(fā)方式4)編寫中斷服務(wù)程序,處理中斷請求采用中斷時的主程序結(jié)構(gòu)

ORG 0000HLJMP MAINORG 中斷入口地址

LJMP INTMAIN:INT:主程序中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序流程關(guān)中斷現(xiàn)場保護開中斷中斷處理關(guān)中斷現(xiàn)場恢復開中斷中斷返回CLREAPUSHPSWPUSHASETBEA中斷處理任務(wù)CLREAPOPAPOPPSWSETBEARETI例題1:如圖1.邊沿觸發(fā)式外部中斷輸入：P1.0~P1.3

輸出：P1.7~P1.42.逐級開放中斷

SETBEX0SETBEA3.中斷服務(wù)程序的位置外部中斷0的入口地址：0003H

中斷服務(wù)子程序最后一條指令：RETI返回程序清單:

ORG0000HAJMPMAIN；上電自動轉(zhuǎn)向主程序

ORG0003H；外部中斷0入口地址

AJMPWBINT；指向中斷服務(wù)子程序

ORG4100H；主程序MAIN:SETBIT0；選擇邊沿觸發(fā)方式

SETBEX0；允許外部中斷0

SETBEA；CPU允許中斷HERE:AJMPHERE；主程序踏步中斷服務(wù)子程序：

ORG4110HWBINT:MOVA,#0FFHMOVP1,A；設(shè)輸入態(tài)

MOVA,P1；取開關(guān)數(shù)

SWAPA；換位

MOVP1,A；輸出驅(qū)動燈泡發(fā)光

RETI；中斷返回

END5.8多外部中斷源系統(tǒng)設(shè)計5.8.1定時器/計數(shù)器作為外部中斷的使用方法定時器/計數(shù)器內(nèi)容,下章講解.5.8.2中斷和查詢結(jié)合的方法5個外部中斷源：DVT0--DVT4。其均為高電平有效DVT0為最高級中斷，為外部中斷0