第4章-MCS-51中斷系統(tǒng)與外部中斷

第4章MCS-51中斷系統(tǒng)與外部中斷本章內(nèi)容4.1中斷的概念及其優(yōu)點(diǎn)4.2中斷源4.3中斷系統(tǒng)的功能4.4MCS-51單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)4.5中斷系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)4.6中斷系統(tǒng)的處理過程4.7中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例4.1中斷的概念及其優(yōu)點(diǎn)等待執(zhí)行任務(wù)查詢方式、中斷方式查詢程序→詢問狀態(tài)→準(zhǔn)備就緒？→沒有→查詢?nèi)秉c(diǎn)：CPU不能進(jìn)行其它操作中斷計(jì)算機(jī)內(nèi)部/外部，請求CPU處理CPU→暫時中斷當(dāng)前工作→處理發(fā)生事件→繼續(xù)被中止的工作優(yōu)點(diǎn)：分時操作實(shí)時處理故障處理中斷源/主程序/斷點(diǎn)4.2中斷源有以下幾種輸入/輸出設(shè)備：鍵盤、打印機(jī)等實(shí)時時鐘：定時器故障源：電源掉電MCS-51單片機(jī)，5個中斷源外部中斷(2個)、定時中斷(2個)、串行中斷(1個)矢量地址：(ROM中)固定的中斷服務(wù)程序入口地址中斷源符號名稱中斷標(biāo)志中斷服務(wù)程序入口地址優(yōu)先級順序/INT0外部中斷0IE00003H高T0定時器0中斷TF0000BH↓/INT1外部中斷1IE10013H↓T1定時器1中斷TF1001BH↓TI/RI串行口中斷RI或TI0023H↓T2定時器2中斷TF2或EXF2002BH低P99表4－14.3中斷系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)中斷及返回響應(yīng)?→響應(yīng)→保護(hù)斷點(diǎn)/現(xiàn)場→轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序→恢復(fù)斷點(diǎn)/現(xiàn)場→返回?cái)帱c(diǎn)→執(zhí)行主程序優(yōu)先權(quán)排隊(duì)輕重緩急，每個中斷源一個中斷級別先處理高級別，后處理底級別可以中斷嵌套高級能中斷低級4.4MCS-51單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)外部中斷觸發(fā)方式控制位中斷請求標(biāo)志位中斷允許標(biāo)志位串口接收/發(fā)送中斷標(biāo)志位中斷優(yōu)先級設(shè)定位4.5中斷系統(tǒng)的控制與實(shí)現(xiàn)1.定時/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCON2.串行口控制寄存器SCON3.中斷允許寄存器IE4.中斷優(yōu)先級寄存器IP1.定時/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TCON位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT088H定時/計(jì)數(shù)器0和1的運(yùn)行控制位定時/計(jì)數(shù)器器0和1的溢出中斷請求標(biāo)志1:T0計(jì)數(shù)最高位溢出時,硬件置位0:中斷響應(yīng)后,硬件自動清零外部中斷請求標(biāo)志1:外部事件請求中斷時,硬件置位0:中斷響應(yīng)后、轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)時,硬件清零外部中斷觸發(fā)方式0:低電平1:下降沿可位尋址2.串行口控制寄存器SCON位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址SCONTIRI98H串口接收中斷請求標(biāo)志位1:CPU每接收完一個串行幀,由硬件置位0:響應(yīng)中斷時,不能自動清0,必須軟件清0串口發(fā)送中斷請求標(biāo)志位1:CPU每發(fā)送完一個串行幀，由硬件置位0:響應(yīng)中斷時,不能自動清0,必須軟件清0可位尋址單片機(jī)復(fù)位后，TCON和SCON各位清0所有能產(chǎn)生中斷的標(biāo)志位均可由軟件置1或清03.中斷允許寄存器IE控制：中斷源的開放和屏蔽1，開放；0，屏蔽可由軟件設(shè)定CPU復(fù)位時，IE各位清“0”，禁止所有中斷位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址IEEAESET1EX1ET0EX0A8HCPU中斷總允許位外部中斷允許位串行口中斷允許位定時/計(jì)數(shù)器中斷允許位可位尋址4.中斷優(yōu)先級寄存器IPMCS-51單片機(jī)，2個中斷優(yōu)先級可二級中斷嵌套IP相應(yīng)位，規(guī)定中斷優(yōu)先級1，高級；0，低級位D7D6D5D4D3D2D1D0字節(jié)地址IPPSPT1PX1PT0PX0B8H定時/計(jì)數(shù)器T0和T1中斷優(yōu)先級設(shè)定位外部中斷優(yōu)先級設(shè)定位串行口中斷優(yōu)先級設(shè)定位可位尋址同一優(yōu)先級內(nèi)，各中斷同時提出中斷請求時，按自然優(yōu)先級次序響應(yīng)MCS-51中斷優(yōu)先級控制原則同時接收幾個同級別中斷按自然響應(yīng)優(yōu)先級順序確定執(zhí)行哪一個中斷中斷過程不能被新的同級或低級中斷請求所中斷低級中斷服務(wù)能被高級中斷請求所中斷4.6中斷系統(tǒng)的處理過程四個階段中斷請求→中斷響應(yīng)→中斷服務(wù)→中斷返回中斷請求和響應(yīng)硬件自動完成以下內(nèi)容1.中斷響應(yīng)條件2.中斷響應(yīng)過程3.執(zhí)行中斷服務(wù)程序4.中斷返回5.中斷請求的清除1.中斷響應(yīng)條件響應(yīng)條件中斷源發(fā)出中斷申請EA=1中斷源的中斷允許位為1不響應(yīng)的條件？2.中斷響應(yīng)過程(1)相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1阻斷后來的同級或低級中斷請求(2)硬件LCALL指令PC→堆棧中斷服務(wù)程序入口地址→PC(3)進(jìn)入中斷服務(wù)程序后自動清除中斷請求標(biāo)志：TF0、TF1、IE0、IE1不能清除TI和RI3.執(zhí)行中斷服務(wù)程序注意在主程序中，中斷初始化中斷服務(wù)程序入口地址單元放LJMP（跳轉(zhuǎn)范圍：64KB）硬件LCALL指令斷點(diǎn)地址→堆棧中斷服務(wù)程序保護(hù)現(xiàn)場中斷服務(wù)之后、中斷返回之前恢復(fù)現(xiàn)場4.中斷返回RETI中斷服務(wù)程序的最后一條指令返回到斷點(diǎn)，執(zhí)行主程序RETI指令操作斷點(diǎn)地址→PC相應(yīng)中斷優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0中斷服務(wù)程序中，PUSH、POP必須成對使用不能用RET指令代替RETI指令5.中斷請求的清除中斷響應(yīng)后TCON或SCON中的中斷請求標(biāo)志應(yīng)及時清除，否則會引起另一次中斷。TF0、TF1硬件自動清除TI、RI用軟件清除IE0、IE1邊沿觸發(fā)中斷，硬件自動清除電平觸發(fā)中斷，硬件自動清除不能徹底解決撤除問題，應(yīng)該在外部連接電路上采取措施電平觸發(fā)的外部中斷請求撤除電路CPDQnQn+1×××Qn↑0×0↑1×18051QP1.0CPD外部中斷請求信號D觸發(fā)器CPU響應(yīng)中斷后可用如下兩條指令： ANLP1,#0FEH ORLP1,#01H4.7中斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例[例1]如圖4.3所示，按鍵K1接至外部中斷，按一次鍵LED點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)聲，再按一次鍵LED滅，蜂鳴器關(guān)閉，循環(huán)往復(fù)。圖4.4按鍵控制聲光電路在ROM內(nèi)存放？[例2]中斷里的堆棧操作現(xiàn)有外部中斷1提出申請,且主程序中有DPTR、A需保護(hù)ORG 0000H AJMP MAINORG 0013H LJMP INT1 …ORG 0100HMAIN: … ;主程序 … SJMP$ORG 1000H

INT1: PUSHACC ;中斷服務(wù)程序 PUSHDPH PUSHDPL … POPDPL POPDPH POPACC RETI END多中斷源系統(tǒng)當(dāng)外部中斷源多于中斷輸入引腳時，可采取以下措施：1.用定時器計(jì)數(shù)輸入信號端T0、T1作外部中斷入口引腳2.用一個中斷入口接受多個外部中斷源，并加入中斷查詢電路。[例]P107 ORG 0000H ;復(fù)位入口地址 AJMP TO_INTMA ;轉(zhuǎn)主程序 ORG 003H AJMP IO_POOP ;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序TO_INTMA: MOV P1,#0FFH ;置P1口輸出全為1 SETB IT0 ;INT0為沿觸發(fā)中斷方式 SETB EX0 ;允許INT0中斷 SETB EA ;CPU開中斷LOOP1_YO: SJMP LOOP1_YO ;去LOOP1_YO等待中斷IO_POOP: JNB P1.0，L1_POOP ;查詢中斷源 CLR P1.1 ;P1.1送“1”使對應(yīng)燈亮 SJMP L2_POOP L1_POOP: SETB P1.1L2_POOP: JNB P1.2,TO_L23 CLR P1.3 SJMP TO_L4_PTO_123: SETB P1.3TO_L4_P: JNB P1.4,TO_L5_P CLR P1.5 SJMP