校內(nèi)大賽單片機(jī)多媒體課件網(wǎng)絡(luò)原理版

第七章中斷系統(tǒng)主要內(nèi)容：7.1中斷概述7.2中斷源和中斷控制寄存器7.3中斷處理過程7.4中斷系統(tǒng)的應(yīng)用1.什么叫中斷CPU暫時(shí)中止其正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行請(qǐng)求中斷的那個(gè)外設(shè)或事件的服務(wù)程序，等處理完畢后再返回執(zhí)行原來中止的程序,叫做中斷。一、什么叫中斷？2.中斷與調(diào)用子程序，不同的是：①子程序嵌套是在程序中事先按排好的；中斷嵌套是隨機(jī)發(fā)生的。②子程序嵌套無次序限制，中斷嵌套只允許高優(yōu)先級(jí)“中斷”低優(yōu)先級(jí)。二、為什么要設(shè)置中斷？

⑴提高CPU工作效率⑵具有實(shí)時(shí)處理功能⑶具有故障處理功能⑷實(shí)現(xiàn)分時(shí)操作中斷功能強(qiáng)弱是計(jì)算機(jī)性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志①中斷源②中斷申請(qǐng)③開放中斷④保護(hù)現(xiàn)場⑤中斷服務(wù)⑥恢復(fù)現(xiàn)場⑦中斷返回三、中斷涉及的幾個(gè)環(huán)節(jié)

CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，會(huì)自動(dòng)查詢各個(gè)中斷申請(qǐng)標(biāo)志位，若查到某標(biāo)志位被置位,將啟動(dòng)中斷機(jī)制。四、CPU識(shí)別中斷申請(qǐng)的依據(jù)：一、中斷源

中斷源是指能發(fā)出中斷請(qǐng)求，引起中斷的裝置或事件。80C51單片機(jī)的中斷源共有5個(gè)，其中2個(gè)為外部中斷源，3個(gè)為內(nèi)部中斷源：⑴ INT0:外部中斷0，中斷請(qǐng)求信號(hào)由P3.2輸入。⑵ INT1:外部中斷1，中斷請(qǐng)求信號(hào)由P3.3輸入。⑶T0:定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)由P3.4輸入。⑷T1:定時(shí)/計(jì)數(shù)器1溢出中斷，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)由P3.5輸入。⑸串行中斷:包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI。中斷請(qǐng)求：定時(shí)和外中斷控制寄存器TCON;

串行控制寄存器SCON;中斷允許控制寄存器IE;中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP。二、中斷控制寄存器

80C51單片機(jī)中涉及中斷控制的有3個(gè)方面4個(gè)特殊功能寄存器：INT0、INT1、T0、T1中斷請(qǐng)求標(biāo)志放在TCON中串行中斷請(qǐng)求標(biāo)志放在SCON中。1.中斷請(qǐng)求控制寄存器TCON8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位名稱TF1—TF0—IE1IT1IE0IT0功能T1

中斷標(biāo)志—T0中斷標(biāo)志—

中斷標(biāo)志

觸發(fā)方式

中斷標(biāo)志觸發(fā)方式（1）TCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能如下：

TCON位功能:①TF1——

T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志

T1計(jì)數(shù)溢出后，TF1=1②TF0

——

T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志

T0計(jì)數(shù)溢出后，TF0=1TF0/TF1：定時(shí)器溢出中斷申請(qǐng)標(biāo)志位：=0：定時(shí)器未溢出；=1：定時(shí)器溢出申請(qǐng)中斷,進(jìn)中斷后自動(dòng)清零。③IE1

——

外中斷中斷請(qǐng)求標(biāo)志

當(dāng)P3.3引腳信號(hào)有效時(shí)，IE1=1④IE0

——

外中斷中斷請(qǐng)求標(biāo)志

當(dāng)P3.2引腳信號(hào)有效時(shí)，IE0=1IE0/IE1：外部中斷申請(qǐng)標(biāo)志位：=0：沒有外部中斷申請(qǐng)；=1：有外部中斷申請(qǐng)。⑤IT1

——

外中斷觸發(fā)方式控制位

IT1=1，邊沿觸發(fā)方式；

IT1=0，電平觸發(fā)方式。⑥IT0

——

外中斷觸發(fā)方式控制位其意義和功能與IT1相似。IT0/IT1：外部中斷請(qǐng)求的觸發(fā)方式選擇位：=0：在INT0/INT1端申請(qǐng)中斷的信號(hào)低電平有效;=1：在INT0/INT1端申請(qǐng)中斷的信號(hào)負(fù)跳變有效.CPU主程序INT0INT1T0T1串口IE0TF0IE1TF1TIRI中斷源中斷標(biāo)志位（2）串行控制寄存器SCONTCON——————99H98H位名稱——————TIRI功能——————串行發(fā)送中斷標(biāo)志串行接收中斷標(biāo)志①TI——串行口發(fā)送中斷請(qǐng)求標(biāo)志②RI——串行口接收中斷請(qǐng)求標(biāo)志

80C51對(duì)中斷源的開放或關(guān)閉由中斷允許控制寄存器IE控制。2.中斷允許控制寄存器IEIE的結(jié)構(gòu)、位名稱和位地址如下：IEAFH——ACHABHAAHA9HA8H位名稱EA——ESET1EX1ET0EX0中斷源CPU——串行口T1T0①EA——CPU中斷允許控制位(總開關(guān)）

EA=1，CPU開中；

EA=0，CPU關(guān)中，且屏蔽所有5個(gè)中斷源。②EX0——外中斷INT0中斷允許控制位

EX0=1，INT0開中；EX0=0，INT0關(guān)中。③EX1——外中斷INT1中斷允許控制位

EX1=1，INT1開中；EX1=0，INT1關(guān)中。④ET0——定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷允許控制位

ET0=1，T0開中；ET0=0，T0關(guān)中。⑤ET1---定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷允許控制位

ET1=1，T1開中；ET1=0，T1關(guān)中。⑥ES——串行口中斷(包括串發(fā)、串收)允許控制位

ES=1，串行口開中；ES=0，串行口關(guān)中說明:80C51對(duì)中斷實(shí)行兩級(jí)控制，總控制位是EA，每一中斷源還有各自的控制位。首先要EA=1，其次還要自身的控制位置“1”。3.中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP

80C51有5個(gè)中斷源，劃分為2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)：高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)。

(1)IP的結(jié)構(gòu)、位名稱和位地址如下：IE———BCHBBHBAHB9HB8H位名稱———PSPT1PX1PT0PX0中斷源———串行口T1INT1T0INT0①

PX0：INT0中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PX0=1，為高優(yōu)先級(jí)；PX0=0，為低優(yōu)先級(jí)；②

PX1：INT1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。控制方法同上。③PT0：T0中斷優(yōu)先級(jí)控制位?？刂品椒ㄍ?。④PT1：T1中斷優(yōu)先級(jí)控制位?？刂品椒ㄍ?。⑤PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)控制位。控制方法同上。(2)中斷優(yōu)先級(jí)的控制原則：1.低優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求不能打斷高優(yōu)先級(jí)的中斷服務(wù)，反之可以；2.一個(gè)中斷一但響應(yīng)，與它同級(jí)的中斷請(qǐng)求不能中斷它。3.如果同級(jí)的多個(gè)中斷請(qǐng)求同時(shí)出現(xiàn)，則按CPU的查詢次序。CPU的查詢次序：外部中斷0－定時(shí)/計(jì)數(shù)器0－外部中斷1－定時(shí)/計(jì)數(shù)器1－串行中斷(3)中斷嵌套

當(dāng)CPU正在執(zhí)行某個(gè)中斷服務(wù)程序時(shí)，如果發(fā)生更高一級(jí)的中斷源請(qǐng)求中斷，CPU可以“中斷”正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷,轉(zhuǎn)而響應(yīng)更高一級(jí)的中斷，這就是中斷嵌套。

中斷嵌套只能高優(yōu)先級(jí)“中斷”低優(yōu)先級(jí)，低優(yōu)先級(jí)不能“中斷”高優(yōu)先級(jí)，同一優(yōu)先級(jí)也不能相互“中斷”。

中斷處理過程大致可分為四步：

中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)、中斷返回一、中斷響應(yīng)的條件

CPU查詢（檢測）到某中斷標(biāo)志為“1”，在滿足中斷響應(yīng)條件下，響應(yīng)中斷。

1.中斷響應(yīng)條件：①首先要有中斷源發(fā)出中斷申請(qǐng)②中斷總開關(guān)打開EA=1③請(qǐng)求中斷已經(jīng)也打開

2.中斷受阻的可能：

①CPU正在執(zhí)行同級(jí)或更高級(jí)的中斷；②當(dāng)前的機(jī)器周期不是正在執(zhí)行的指令的最后一個(gè)機(jī)器周期；③正在執(zhí)行的指令是RETI或者是訪向IE、IP的指令,則執(zhí)行完該指令后，必須再另外執(zhí)行一條指令后才能響應(yīng)。

3.

中斷響應(yīng)操作

CPU響應(yīng)中斷后,進(jìn)行下列操作：①保護(hù)斷點(diǎn)地址；②將相應(yīng)中斷的入口地址送入PC；③撤除該中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志；④關(guān)閉同級(jí)中斷

80C51五個(gè)中斷入口地址：

INT0：0003H； T0：000BH；INT1：0013H； T1：001BH；

串行口：0023H4.中斷請(qǐng)求的撤除

CPU響應(yīng)中斷后，必須清除中斷請(qǐng)求“1”標(biāo)志。否則中斷響應(yīng)返回后，將再次進(jìn)入該中斷，引起死循環(huán)出錯(cuò)。①對(duì)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1中斷，外中斷邊沿觸發(fā)方式，CPU響應(yīng)中斷時(shí)就用硬件自動(dòng)清除了相應(yīng)的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。②對(duì)外中斷電平觸發(fā)方式，需要采取軟硬結(jié)合的方法消除后果。③對(duì)串行口中斷，用戶應(yīng)在串行中斷服務(wù)程序中用軟件清除TI或RI例：硬件電路如圖所示。當(dāng)外部設(shè)備有中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷請(qǐng)求信號(hào)經(jīng)反相，加到鎖存器CP端，作為CP脈沖。由于D端接地為0，Q端輸出低點(diǎn)平，觸發(fā)

INT0生中斷。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，應(yīng)在該中斷服務(wù)程序中按排兩條指令：

CLRP1．0：SETBP1．0

從而撤消引起重復(fù)中斷的INT0低電平信號(hào)。

因此一般來說，對(duì)外中斷INT0、INTl，應(yīng)盡量采用邊沿觸發(fā)方式，以簡化硬件電路和軟件程序。

5.中斷響應(yīng)等待時(shí)間

若排除CPU正在響應(yīng)同級(jí)或更高級(jí)的中斷情況，中斷響應(yīng)等待時(shí)間為:

3～8個(gè)機(jī)器周期二、

執(zhí)行中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序應(yīng)包含以下幾部分：⑴保護(hù)現(xiàn)場⑵執(zhí)行中斷服務(wù)程序主體，完成相應(yīng)操作⑶恢復(fù)現(xiàn)場三、中斷返回在中斷服務(wù)程序最后，必須安排一條中斷返回指令RETI，當(dāng)CPU執(zhí)行RETI指令后，自動(dòng)完成下列操作：恢復(fù)斷點(diǎn)地址。

一、中斷主程序初始化

1.設(shè)置堆棧指針SP2.定義中斷優(yōu)先級(jí)

3.定義外中斷觸發(fā)方式

4.開放中斷

5.安排好等待中斷或中斷發(fā)生前主程序應(yīng)完成的操作內(nèi)容。二、中斷服務(wù)子程序

中斷服務(wù)子程序內(nèi)容要求：

1.在中斷服務(wù)入口地址設(shè)置一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口處。

由于80C51相鄰兩個(gè)中斷入口地址間只有8B的空間，8B只能容納一個(gè)有3~8條指令的極短程序，一般情況中斷服務(wù)程序均大大超出8B長度。因此，必須跳轉(zhuǎn)到其他合適的地址空間。跳轉(zhuǎn)指令可用SJMP、AJMP或LJMP指令，SJMP、AJMP均受跳轉(zhuǎn)范圍影響，建議用LJMP指令，則可將真正的中斷服務(wù)程序不受限制地安排在64KB任何地方。

2.根據(jù)需要保護(hù)現(xiàn)場。

保護(hù)現(xiàn)場不是中斷服務(wù)程序的必需部分。通常是保護(hù)Acc、PSW和DPTR等特殊功能寄存器中的內(nèi)容。若中斷服務(wù)程序中不涉及Acc、PSW,DPTR，則不需保護(hù)，也不需恢復(fù)。例如：累加器A是最常用的特殊功能寄存器，主程序中不可能不用到A。而發(fā)生中斷又是隨機(jī)的，可能正好發(fā)生在對(duì)A進(jìn)行操作、A中的數(shù)據(jù)還有用時(shí)進(jìn)入中斷，而在中斷服務(wù)程序中又涉及到A，改變了A中的內(nèi)容，則在進(jìn)入中斷服務(wù)程序?qū)操作前應(yīng)對(duì)原A中數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，以便中斷返回后恢復(fù)A中原來數(shù)據(jù)

需要指出的是，保護(hù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)越少越好，數(shù)據(jù)保護(hù)越多，堆棧負(fù)擔(dān)越重，堆棧深度設(shè)置應(yīng)越深。3.中斷源請(qǐng)求中斷服務(wù)要求的操作。4.恢復(fù)現(xiàn)場。與保護(hù)現(xiàn)場相對(duì)應(yīng)，注意先進(jìn)后出、后進(jìn)先出操作原則。5.中斷返回，最后一條指令必須是RETI。【例7-1】

利用定時(shí)器T0定時(shí)，在P1.0端輸出一方波，方波周期為20ms，已知晶振為12MHZ。主程序：

ORG0000HLJMP2000HT0的中斷服務(wù)程序ORG000BHAJMP70HORG70HMOVTL0,#0F0HMOVTH0,#0D8HCPLP1.0RETIORG2000HMOVTMOD,#01HMOVTL0,#0F0HMOVTH0,#0D8HMOVIE,#82HSETBTR0HERE:SJMPHERE【例6-2】出租車計(jì)價(jià)器計(jì)程方法是車輪每運(yùn)轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，從外中斷INT0（P3.2）引腳輸入，行駛里程為輪胎周長×運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)，設(shè)輪胎周長為2m，試實(shí)時(shí)計(jì)算出租車行駛里程（單位米），數(shù)據(jù)存32H、31H、30H。解：編程如下：

ORG 0000H ;復(fù)位地址

LJMP STAT ;轉(zhuǎn)初始化

ORG 0003H ;中斷入口地址

LJMP INT ;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序

ORG0100H ;初始化程序首地址STAT:MOVSP,#60H ;置堆棧指針

SETBIT0 ;置邊沿觸發(fā)方式

MOVIP,#01H ;置高優(yōu)先級(jí)

MOVIE,#81H ;開中

MOV30H,#0 ;里程計(jì)數(shù)器清0

MOV31H,#0 ;MOV32H,#0 ;LJMPMAIN ;轉(zhuǎn)主程序,并等待中斷

ORG0200H ;中斷服務(wù)子程序首地址INT:PUSHAcc ;保護(hù)現(xiàn)場

PUSHPSW ; MOVA,30H ;讀低8位計(jì)數(shù)器

ADDA,#2 ;低8位計(jì)數(shù)器加2m MOV30H,A ;回存

CLRA ; ADDCA,31H ;中8位計(jì)數(shù)器加進(jìn)位

MOV31H,A ;回存

CLRA ; ADDCA,32H ;高8位計(jì)數(shù)器加進(jìn)位

MOV32H,A ;回存

PUSHPSW ;恢復(fù)現(xiàn)場

PUSHAcc ; RETI ;中斷返回MAIN主程序可以處理循環(huán)顯示等任務(wù)?！纠?-3】現(xiàn)有5個(gè)外中斷源EX1、EX20、EX21、EX22和EX23，高電平時(shí)表示請(qǐng)求中斷，要求執(zhí)行相應(yīng)中斷服務(wù)程序，試編制程序。

解：ORG 0000H ;復(fù)位地址LJMP MAIN

;轉(zhuǎn)主程序ORG 0003H ;中斷入口地址LJMP PINT0

;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序ORG 0013H ;中斷入口地址LJMP PINT1

;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序

ORG 0100H

;主程序首地址MAIN:MOV SP,#60H ;置堆棧指針

ORL TCON,#05H ;置INT0、INT1為邊沿觸發(fā)方式

SETB PX0 ;置為高優(yōu)先級(jí)

MOV IE,#0FFH ;全部開中 … ;主程序內(nèi)容

ORG1000H

;中斷服務(wù)程序首地址

PINT0:PUSH Acc ;中斷,保護(hù)現(xiàn)場

LCALLWORK1 ;調(diào)用EX1服務(wù)子程序

POP Acc ;恢復(fù)現(xiàn)場

RETI ;中斷返回

ORG 2000H

;中斷服務(wù)程序首地址PINT1:CLR EA ;CPU禁中

PUSH Acc ;中斷保護(hù)現(xiàn)場

PUSH DPH ;PUSH DPL ;SETB EA ;CPU開中

JBP1.0,LWK20;P1.0=1,EX20請(qǐng)求中斷

JBP1.1,LWK21;P1.1=1,EX21請(qǐng)求中斷

JBP1.2,LWK22;P1.2=1,EX22請(qǐng)求中斷

LCALLWORK23;P1.3=1,調(diào)用EX23服務(wù)子

LRET: CLR EA ;CPU禁中

POP DPL ;恢復(fù)現(xiàn)場

POP DPH ;POP Acc ;SETB EA ;CPU開中

RE