1、五、MCS-51单片机中断系统,5.1、中断概念,中断：在执行程序的过程中，由于某种外界的原因，必须尽快终止当前的程序执行，而转去执行相应的处理程序，待处理结束后，再回来继续执行被终止的程序，这个过程叫中断。,中断类型 1可屏蔽中断：可程控中断，软件设置允许/禁止CPU响应中断。 2非屏蔽中断：非程控中断，若有中断请求，CPU必响应 中断优先权 1.当同时有多个中断请求信号，先响应优先级别高的中断请求。 2.高优先级中断请求信号可中断低优先级中断服务。 中断源能发出中断请求信号的各种事件。如I/O设备、定时时钟、系统故障、软件设定等。 中断向量：提供中断服务程序入口地址信息的地址。每个中断都有
2、自己的处理程序，各种微处理器形成中断服务程序入口地址的方法也不相同。,中断技术的优点：提高CPU的效率。提高实时数据的处理时效。故障处理 中断系统的功能：中断优先权排队实现中断嵌套 自动响应中断实现中断返回。,5.2、MCS-51的中断系统 5.2.1、MCS-51的中断源,MCS-51单片机具有多中断源，共有三种类型、五个中断源INT0：外部中断0中断请求INT1：外部中断1中断请求T0：定时/计数器0溢出中断请求T1：定时/计数器1溢出中断请求TX/RX：串行口中断请求具有二个中断优先级，可实现二级中断服务程序的嵌套。每个中断源均可由软件编程为高优先级或低优先级中断、允许或禁止向CPU请求
3、中断。,各中断源：1、外中断由外部原因引起的中断，包括外部中断0、1分别由外部引脚INT0、INT1引入。外部中断请求对引脚信号有两种规定，电平方式和脉冲方式： 电平方式的中断请求是低电平有效 脉冲方式的中断请求是脉冲的后沿（负跳变）有效2、定时器中断为了满足单片机内部的定时/计数需要而设置的中断。当计数器发生溢出时，就表明定时时间到了或者计数值已经计满了，由计数溢出信号向CPU发出中断请求，它是单片机的内部中断3、串行中断为单片机的串行口接收和发送数据而设置的中断。每当串行口接收或发送一组数据完以后，就可以产生一个中断请求，要单片机发送或接收一个新的数据,它是单片机的内部中断,中断系统结构图
4、,与中断有关的特殊功能寄存器（SFR）共4个： 中断允许寄存器IE 中断优先级控制寄存器IP 中断源寄存器（TCON、SCON中的有关位） 注：均可位寻址。,5.2.2、MCS-51的中断控制,定时器控制寄存器（TCON）,用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出的中断标志，地址是88H（有位地址可以进行位操作）,（1） IE0、IE1：外中断请求标志位IEx1，INTx端出现有效中断请求信号；x0或1（2） IT0、IT1：外中断请求触发方式控制位ITx1，脉冲触发方式，后沿负跳有效；ITx0，电平触发方式，低电平有效；x0或1 例：要求INT0引脚的中断请求信号为低电平有效，INT1引脚的
5、中断请求信号为脉冲后沿有效，请设置TCON的有关位。答： CLR IT0 ； INT0电平触发方式SETB IT1 ； INT1脉冲触发方式,（3）TF0、TF1：定时/计数溢出标志位TF01 表示定时/计数器0产生了溢出（它可以向单片机申请中断）TF11 表示定时/计数器1产生了溢出,串行口控制寄存器（SCON）,（1） TI：串行口发送中断请求标志位TI1，表明送入到单片机内部的发送缓冲器SBUF中的一帧数据已经发送完毕了。如果是在连续发送数据过程中，已判断到TI1，则就可以继续发下一个数据 （2） RI：串行口接受中断请求标志位RI1，表明单片机已经接受完毕外部的一帧数据，单片机内部可以
6、把它取进出，进行处理。,中断允许控制寄存器（IE）,（1） EA：中断允许总控制位 EA0：中断总禁止，禁止所有中断 EA1：中断总允许，置1后，各中断源的中断允许由各个控制位进行设置 （2）EX0、EX1：外部中断允许控制位 EX0（EX1）0，表示禁止外中断INT0（INT1）的中断申请； EX0（EX1）1，表示允许外中断INT0（INT1）的中断申请； （3）ET0、ET1：定时/计数中断允许控制位 ET0（ET1）0，表示禁止定时/计数器0（1）的中断申请； ET0（ET1）1，表示允许定时/计数器0（1）的中断申请； （4）ES：串行口中断允许控制位 ES0，禁止串口中断；ES1，
7、允许串口中断 结论：MCS-51单片机各个中断源均为可屏蔽中断,例：假设允许片内定时器/计数器中断，禁止其他中断。试根据条件设置IE的相应位答：方法一，字节操作指令MOV IE, #8AH ；（1000 1010B）或MOV A8H, #8AH ；方法二，用位操作指令SETB ET0 ；定时器/计数器0允许中断SETB ET1 ；定时器/计数器1允许中断SETB EA ；CPU开中断,中断优先级控制寄存器（IP）,PX0：外部中断0优先级设定位 PT0：定时/计数器0中断优先级设定位 PX1：外部中断1优先级设定位 PT1：定时/计数器1中断优先级设定位 PS：串行口中断优先级设定位对应位设置
8、为“0”的位，为低优先级；对应位设置为“1”的位，为高优先级； 因此，MCS-51单片机是一个两级中断系统,同一优先级的中断次序中断源 同级内中断优先级 外部中断0 定时/计数器0溢出 外部中断1 定时/计数器1溢出 串行口,高,低,例：设8031的片外中断为高优先级，片内中断为低优先级，设置IP相应值答： 方法一，字节操作指令MOV IP, #05H ；（0000 0101B）或MOV B8H, #05H ；方法二，用位操作指令SETB PX0 ；SETB PX1 ；CLR PT0 ； CLR PT1 ； CLR PS ；,5.3、响应中断的条件和过程,5.3.1、中断响应条件,CPU响应中
9、断的条件有： （1）有中断源发出中断请求 （2）中断总允许位EA1，即CPU开中断 （3）申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没有被屏蔽 （4）无同级或更高级中断正在被服务 （5）当前的指令周期已经结束 （6）若现执行的指令是RETI或对IE、IP的写操作指令时，该指令以及紧接着的另一条指令已经执行完。,5.3.2、中断响应过程,MCS-51单片机的中断处理过程可分为三个阶段： 中断响应：(满足中断响应条件)接受中断申请-断点地址保护-中断向量地址装入PC 中断处理：根据不同中断源断的申请完成各中断申请要求的事情 中断返回：从中断服务程序回到原断点处,中断源及其对应的中断向量地址： 中断向
10、量地址 中断源 0003H000AH 外部中断0中断地址区 000BH0012H 定时/计数器0中断地址区 0013H001AH 外部中断1中断地址区 001BH0022H 定时/计数器1中断地址区 0023H002AH 串行口中断地址区,例1：外中断0申请-CPU保存当前PC（断点）-0003H装入PC-执行INT0中断服务程序，此时在0003H装入一个长转移指令，就可跳到中断服务程序。ORG 0003HLJMP INT0-PROORG 6000HINT0-PRO:RETI,例2：某单片机系统使用了全部5个中断源，其中INT0、和串行口中断为高级中断，其他3个中断为低级中断，INT0为低电平
11、有效，INT1为下跳沿有效。,答： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003HLJMP INT0-PRO ORG 000BHLJMP T0-PROORG 0013HLJMP INT1-PROORG 0001BHLJMP T1-PROORG 0023HLJMP SP-PRO,MAIN: MOV SP,#40H ；设置栈低MOV IP, #0001 0001B ；CLR IT0SETB IT1MOV IE, #1001 1111B ；,各中断程序： ORG 100HINT0-PRO:RETIINT1-PRO:RETIT0-PRO:RETIT1-PRO:RETISP-PRO:RETI
12、,例3：处理外部中断举例,要求每次按动按键，使外接发光二极管LED改变一次亮灭状态。 解：INT0输入按键信号，P1.0输出改变LED状态。 1跳变触发：每次跳变引起一次中断请求。,ORG 0000H ；复位入口 AJMP MAINORG 0003H ；中断入口 AJMP PINT0ORG 0100H ；主程序 MAIN：MOV SP，#40H；设栈底SETB EA ；开总允许开关SETB EX0 ；开INT0中断SETB IT0 ；负跳变触发中断H： SJMP H ；执行其它任务ORG 0200H ；中断服务程序 PINT0：CPL P1.0 ；改变LEDRETI ；返回主程序,软件等待按键
13、释放,2. 电平触发：避免一次按键引起多次中断响应。,ORG 0000H ；复位入口AJMP MAINORG 0003H ；中断入口 AJMP PINT0ORG 0100H ；主程序 MAIN：MOV SP，#40H ；设栈底SETB EA ；开总允许开关SETB EX0 ；开INT0中断CLR IT0 ；低电平触发中断H： SJMP H ；执行其它任务ORG 0200H ；中断服务程序 PINT0：CPL P1.0 ；改变LED WAIT：JNB P3.2，WAIT；等按键释放RETI ；返回主程序,中断程序编制中要注意的是： 1、根据需要保护现场 2、及时清除不能被硬件自动清除的中断请求标
14、志 3、中断服务程序中的压栈和出栈指令必须成对使用，以避免堆栈数据出错,例4：串口中断的编制ORG 1000H SP-PRO: PUSH PSW ；保护现场PUSH A CLR RS0SETB RS1 ；选择第一组的R0R7JB RI , RI-PRO ；判断引起的中断原因CLR TI ；是串行发送引起的中断 ；发送处理LJMP SP-ET RI-PRO: CLR RI ；是串行接受引起的中断 ；接受处理SP-ET :POP A ；恢复现场POP PSW RETI 说明：中断的很多标志都是在进入中断是由硬件清掉的，但是RI和TI硬件清不了，所以需用户进行处理。,例5：如下图所示，此中断电路可实
15、现系统的故障显示。当系统正常工作时，四个故障源的输入都是低电平，显示灯不亮。当有某个部分出现故障时，则相应的输入线由低电平变成高电平，相应的发光二极管亮。,ORG 0000H AJMP MAIN ；上电，转向主程序ORG 0003H ；外部中断0入口地址AJMP INSER ；转向中断0服务程序ORG 0100HMAIN: MOV SP, #40H ; 设置栈低ANL P1, #55H ；P1.0/2/4/6为输入;P1.1/3/5/7为输出SETB EX0 ； 允许外部中断0中断SETB IT0 ; 选择边沿触发方式SETB EA ； CPU开中断HEAR:SJMP HEAR ；等中断INSER :JNB P1.0 , L1 ；查询中断源，( P1.0)0转L1SETB P1.1 ； 是 P1.0引起的中断，相应的二极管亮L1: JNB P1.2 , L2 ； 继续查询SETB P1.3L2: JNB P1.4 , L3SETB P1.5L3: JNB P1.6 , L4SETB P1.7L4: RETI,源程序如下：,
