第5章（第5版）单片机原理及接口技术（第5版）ppt课件.ppt

第五章,中断系统,?,?,?,?,?,?,?,5.1,微机的输入,/,输出方式,5.2,中断的概念,5.3 89C51/S51,中断系统结构及中断控制,5.4,中断处理过程,5.5,外部中断扩展方法,5.6,中断程序举例,5.7,思考题与习题,13:05,单片机原理及接口技术,5.1,微机的输入,/,输出方式,?,5.1.1,无条件传送方式,?,5.1.2,查询传送方式,?,5.1.3,直接存储器存取（,DMA,）方式,?,5.1.4,中断传送方式,13:05,单片机原理及接口技术,5.1.1,无条件传送方式,?,CPU,总是认为外设在任何时刻都处于“准备好”,的状态。,?,这种传送方式不需要交换状态信息，只需在程序中,加入访问外设的指令，数据传送便可以实现。,?,此种方法很少使用,。,13:05,单片机原理及接口技术,5.1.2,查询传送方式（条件传送）,一、什么是查询传送方式,二、查询方式程序流程图,三、查询方式的过程,四、查询方式的特点,13:05,单片机原理及接口技术,一、什么是查询传送方式,?,?,?,在输入时，需要查询外设的输入数据是否准备好；,在输出时，需要查询外设是否把上一次,CPU,输出,的数据处理完毕。,查询传送方式：通过查询外设的状态信息，确信,外设已处于“准备好”，计算机才发出访问外设,的指令，实现数据的传送。,?,状态信息：一般为,1,位二进制码。,13:05,单片机原理及接口技术,二、查询方式程序流程图,输入状态信息,N,准备好？,Y,传送数据,13:05,单片机原理及接口技术,三、查询方式的过程,启动外设设备,查询方式的过程：,查询,等待,数据传送，待到,延迟,下一次数据传送时则重复上述过程。,传送数据,13:05,单片机原理及接口技术,四、查询方式的特点,?,优点：通用性好，可以用于各类外设和,CPU,间的数据传送。,?,缺点：,CPU,在完成一次数据传送后要等待很,长时间才能进行下一次的传送。在等待过程,中，,CPU,不能进行其他操作，所以效率比较,低。,13:05,单片机原理及接口技术,5.1.3,直接存储器存取（,DMA,）方式,?,DMA,：,Direct Memory Access,?,CPU,让出数据总线（悬浮状态）,，使外设和存储,器之间直接传送（不通过,CPU,）数据的方式。,?,适用于外设和存储器之间有大量的数据需要传送及外,设工作速度很快的情况。,13:05,单片机原理及接口技术,5.1.4,中断传送方式,?,当,CPU,正在处理某事件的时候，外部发生的,某一事件请求,CPU,迅速去处理，于是,CPU,暂,时中止当前的工作，转去处理所发生的事件。,中断服务处理完该事件后，再返回到原来被,中止的地方继续原来的工作，这样的过程称,为中断。,中断流程如,图,5-2,所示。,单片机原理及接口技术,?,13:05,图,5-2,中断流程,主,程,序,中断请求,断点,继,续,执,行,主,程,序,中,断,服,务,程,序,13:05,单片机原理及接口技术,5.2,中断的概念,一、中断系统,二、中断源,三、中断请求,四、中断响应过程,五、中断服务,六、中断返回,七、中断方式的特点,单片机原理及接口技术,13:05,一、中断系统,?,实现中断功能的部件称为中断系统，,又称中断机构。,13:05,单片机原理及接口技术,二、中断源,?,产生中断的请求源称为中断源。,13:05,单片机原理及接口技术,三、中断请求,?,中断源向,CPU,提出的处理请求，称为中断,请求或中断申请。,13:05,单片机原理及接口技术,四、中断响应过程,?,CPU,暂时中止自身的事物，转去处理,事件的过程，称为,CPU,的中断响应过,程。,13:05,单片机原理及接口技术,五、中断服务,?,对事件的整个处理过程，称为中断,服务（或中断处理）。,13:05,单片机原理及接口技术,六、中断返回,?,中断处理完毕，在返回到原来被中止的,地方，称为中断返回,13:05,单片机原理及接口技术,七、中断方式的特点,?,1,、中断方式消除了,CPU,在查询方式中的等待现象，,大大提高了,CPU,的工作效率。,?,2,、将从现场采集的数据通过中断方式及时传送给,CPU,，经过处理后可立即作出反应，实现现场控制。,采用查询方式很难做到及时采集，实时控制。,13:05,单片机原理及接口技术,5.3 89C51/S51,中断系统结构及中断控制,?,5.3.1 89C51/S51,中断源,?,5.3.2,中断控制,13:05,单片机原理及接口技术,中断系统结构,?,89C51/S51,的中断系统的结构如,图,5-3,所示。,?,有,5,个中断请求源,(89C52,有,6,个,),，,4,个用于中断控制的寄存器,IE,、,IP,、,TCON(,用,6,位,),和,SCON(,用,2,位,),，用来控制中断的类型、中断的开,关和各种中断源的优先级别。,?,5,个中断源有两个中断优先级，每个中断源可以编程为高优先级或,低优先级中断，可以实现二级中断服务程序嵌套。,13:05,单片机原理及接口技术,中断技术实现的功能,?,1,、分时操作,?,2,、实时处理,?,3,、故障处理,13:05,单片机原理及接口技术,1,、分时操作,?,计算机的中断系统可以使,CPU,与外设同时,工作。,?,CPU,在启动外设后，便继续执行主程序；,而外设被启动后，开始进行准备工作。当,外设准备就绪时，就向,CPU,发出中断请求，,CPU,响应该中断请求并为其服务完毕后，,返回原来的断点处继续运行主程序。外设,在得到服务后，也继续进行自己的工作。,?,因此，,CPU,可以使多个外设同时工作，并,分时为各外设提供服务，从而提高了,CPU,的利用率和输入和输出的速度。,13:05,单片机原理及接口技术,2,、实时处理,?,当计算机用于实时控制时，请求,CPU,提,供服务时随机发生的。有了中断系统，,CPU,就可以立即响应并加以处理。,13:05,单片机原理及接口技术,3,、故障处理,?,计算机在运行时往往会出现一些故障，如断电、,存储器奇偶校验出错、运算溢出等。,?,有了中断系统，当出现上述情况时，,CPU,可及,时转去执行故障处理程序，自行处理故障而不,必停机。,13:05,单片机原理及接口技术,5.3.1 89C51/S51,中断源,?,一、,89C51/S51,中断系统的五个中断源,?,二、通常情况的中断源,13:05,单片机原理及接口技术,一、,89C51/S51,中断系统的五个中断源,1,、,INT0,外部中断,0,请求，低电平有效。通过,P3.2,引脚输入。,2,、,INT1,外部中断,1,请求，低电平有效。通过,P3.3,引脚输入。,3,、,T0,定时器,/,计数器,0,溢出中断请求。,4,、,T1,定时器,/,计数器,1,溢出中断请求。,5,、,TX/RX,串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或,接收时，便请求中断。,每个中断源都对应一个中断请求标志位，它们设置在特殊功能寄存器,TCON,和,SCON,中。当这些中断源请求中断时，相应的标志分别由,TCON,和,SCON,中的相应位来锁存。,13:05,单片机原理及接口技术,二、通常情况的中断源,?,1,、,I/O,外设,?,2,、硬件故障,?,3,、实时时钟,?,4,、为调试程序而设定的中断源,13:05,单片机原理及接口技术,5.3.2,中断控制,?,一、中断请求标志,?,二、中断允许控制,?,三、中断优先级控制,13:05,单片机原理及接口技术,一、中断请求标志,1,、定时器控制寄存器,TCON,中的中断标志位,2,、串行口控制寄存器,SCON,中的中断标志位,13:05,单片机原理及接口技术,1,、,TCON,中的中断标志位,?,?,TCON,为定时器,/,计数器,T0,和,T1,的控制器，同时也锁存,T0,和,T1,的溢,出中断标志及外部中断,0,和,1,的中断标志等。,与中断有关的位如,图,所示。,8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H,TCON,TF1,（,88H,）,?,各控制位的含义。,TF0,IE1,IT1,IE0,IT0,13:05,单片机原理及接口技术,各控制位的含义,1,、,TF1,：定时器,/,计数器,T1,溢出中断请求标志位。,当启动,T1,计数后，,T1,从初值开始加,1,计数，计数器最高位,产生溢出,时，由硬件,使,TF1,置,1,，并向,CPU,发出中断请求。当,CPU,响应中断,时，硬件将自动,对,TF1,清,0,。,2,、,TF0,：定时器,/,计数器,T0,溢出中断请求标志位。,含义与,TF1,类同。,3,、,IE1,：外部中断,1,的中断请求标志。,INT1,（,P3.3,）。,当检测到,外部中断引脚,1,上存在有效的,中断请求信号,时，由硬件使,IE1,置,1,。,4,、,IE0,：外部中断,0,的中断请求标志。,INT0,（,P3.2,）。其含义与,IE1,类同。,13:05,单片机原理及接口技术,各控制位的含义,5,、,IT1,：外部中断,1,的中断触发方式控制位。,IT1=0,时，外部中断,1,程控为电平触发方式。,CPU,在每一个机器周期,S5P2,期间采样外部中断请求引脚的输,入电平。若外部中断,1,请求为,低电平,，则使,IE1,置,1,；若,为,高电平,，则使,IE1,清,0,。,IT1=1,时，外部中断,1,程控为边沿触发方式。,CPU,在每一个机器周期,S5P2,期间采样外部中断请求引脚的输入,电平。如果在相继的两个机器周期采样过程中，,一个机,器周期,采样到外部中断,1,请求引脚为,高电平,，接着的,下,一个机器周期,采样到为,低电平,，则使,IE1,置,1,。直到,CPU,响应该中断时,，,才由硬件使,IE1,清,0,。,6,、,IT0,：外部中断,0,的中断触发方式控制位。,其含义与,IT1,类同。,13:05,单片机原理及接口技术,2,、串行口控制寄存器,SCON,中的中断标志位,?,SCON,为串行口控制寄存器，其低,2,位锁存串行口的接收中断和发,送中断标志,RI,和,TI,。,?,SCON,中,TI,和,RI,的格式如,图,所示。,9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H,SCON,（,98H,）,?,其控制位的含义,TI,RI,13:05,单片机原理及接口技术,SCON,中控制位的含义,1,、,TI,：串行口发送中断请求标志。,CPU,将一个数据写入发送缓冲器,SBUF,时，就启动发,送。每发送完一帧串行数据后，硬件置位,TI,。但,CPU,响应,中断时，并不清除,TI,，必须在中断服务程序中由软件对,TI,清,0,。,2,、,RI,：串行口接收中断请求标志。,在串行口允许接收时，每接收完一个串行帧，硬件置,位,RI,。同样，,CPU,响应中断时不会清除,RI,，必须在中断服,务程序中由软件对,RI,清,0,。,13:05,单片机原理及接口技术,二、中断允许控制,1,、中断允许寄存器,IE,的格式。,AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H,IE,EA,（,A8H,）,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,2,、中断允许寄存器,IE,中各位的含义。,3,、例,5-1,13:05,单片机原理及接口技术,2,、中断允许寄存器,IE,中各位的含义。,EA,中断允许总控制位。,EA=0,，,屏蔽,所有的中断请求；,EA=1,，,CPU,开放,中断。对各中断源的中断请求是否允许，还要取决于各中断源的,中断允许控制位的状态。这就是所谓的两级控制。,ES,串行口中断允许位。,ES=0,，,禁止串行口,中断；,ES=1,，,允许串行口,中断。,ET1,定时器,/,计数器,T1,的溢出中断允许位。,ET1=0,，,禁止,T1,中断；,ET1=1,，,允许,T1,中断。,EX1,外部中断,1,的溢出中断允许位。,EX1=0,，,禁止外部中断,1,中断；,EX1=1,，,允许外部中断,1,中断。,ET0,定时器,/,计数器,T0,的溢出中断允许位。,ET0=0,，,禁止,T0,中断；,ET0=1,，,允许,T0,中断。,EX0,外部中断,0,的溢出中断允许位。,EX0=0,，,禁止外部中断,0,中断；,EX0=1,，,允许外部中断,0,中断。,13:05,单片机原理及接口技术,例,5-1,：,假设允许片内定时器,/,计数器中断，禁止其他,中断。试根据假设条件设置,IE,的相应值。,解,：（,IE,）,=10001010B=8AH,（,a,）用字节操作指令,MOV IE,，,#8AH,；或,MOV A8H,，,#8AH,；,（,b,）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,13:05,单片机原理及接口技术,三、中断优先级控制,1,、,89C51/S51,的中断优先级,2,、中断优先级寄存器,IP,3,、中断优先级排列顺序,4,、中断优先级控制实现的功能,5,、例,5-2,13:05,单片机原理及接口技术,1,、,89C51/S51,的中断优先级,?,89C51/S51,有两个中断优先级。,?,每个中断请求源均可编程为高优先级中断或低优先级,中断。,?,中断系统中有两个不可寻址的“优先级生效”触发器，,分别指出,CPU,正在执行的高、低优先级的中断服务程,序。当其为,1,时则分别屏蔽所有的中断请求。,13:05,单片机原理及接口技术,2,、中断优先级寄存器,IP,中断优先级寄存器,IP,的格式,BCH BBH BAH B9H B8H,IP,（,B8H,）,PS,PT1,PX1,PT0,PX0,中断优先级寄存器,IP,各控制位的含义,13:05,单片机原理及接口技术,中断优先级寄存器,IP,各控制位的含义,?,PS,串行口中断优先级控制位,?,PT1,定时器,/,计数器,T1,中断优先级控制位,?,PX1,外部中断,1,中断优先级控制位,?,PT0,定时器,/,计数器,T0,中断优先级控制位,?,PX0,外部中断,0,中断优先级控制位,若某控制位为,1,，则相应的中断源规定为高级中断；反之，,为,0,，则相应的中断源规定为低级中断。,13:05,单片机原理及接口技术,3,、中断优先级排列顺序,?,当同时接收到几个同一优先级的中断请求时，响应哪个中断源则取决于,内部硬件查询顺序。,?,其优先级顺序排列如,图,所示。,中断源,外部中断,0,中断,高级,定时器,/,计数器,T0,溢出中断,外部中断,1,同级内的中断优先级,定时器,/,计数器,T1,溢出中断,串行口中断,低级,13:05,单片机原理及接口技术,4,、中断优先级控制实现的功能,?,?,?,（,1,）按内部查询顺序排队,当数个中断源同时向,CPU,发出中断请求时，,CPU,根据设计者事先确定的中,断源顺序号的次序，依次响应其中断请求。,（,2,）实现中断嵌套,?,当,CPU,正在处理一个中断请求时，又出现了另一个优先级比它高的,中断请求，这时，,CPU,就暂时中止执行对原来优先级较低的中断源,的服务程序，保护当前断点，转去响应优先级更高的中断请求，并,为它服务。待服务结束，再继续执行原来较低级的中断服务程序。,该过程称为中断嵌套。该中断系统称为多级中断系统。,?,二级中断嵌套的中断过程如,图,5-9,所示。,13:05,单片机原理及接口技术,图,5-9,二级中断嵌套,CPU,执行低级,中断服务程序,CPU,执行高级,中断服务程序,CPU,在执行主程序,低级中,断请求,高级中,断请求,13:05,单片机原理及接口技术,?,例,5-2,：,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。,解：（,IP,）,=00000101B=05H,(a),用字节操作指令,MOV IP,，,#05H,；或,MOV 0B8H,，,#05H,；,(b),用为操作指令,SETB PX0,SETB PX1,CLR PS,CLR PT0,CLR PT1,13:05,单片机原理及接口技术,5.4,中断响应及中断处理过程,?,5.4.1,中断响应,?,5.4.2,中断处理,?,5.4.3,中断返回,13:05,单片机原理及接口技术,中断处理过程的三个阶段,?,中断处理过程可分为：,?,中断响应,?,中断处理,?,中断返回,K,K+1,主程序,N,中,保护现场,为外设服务,恢复现场,返回,断,处,?,中断处理的大致流程如,右图,所示。,理,N,+,m,13:05,单片机原理及接口技术,5.4.1,中断响应,?,一、中断响应条件,?,二、中断响应操作过程,?,三、中断响应时间,13:05,单片机原理及接口技术,一、中断响应条件,有中断源发出中断请求。,中断总允许位,EA=1,，即,CPU,中断。,申请中断的中断源的中断允许位为,1,，即中断没有被屏蔽。,无同级或更高级中断正在被服务。,当前的指令周期已经结束。,若现行指令为,RETI,或是访问,IE,或,IP,指令时，该指令以及紧接着,的另一条指令已执行完。,13:05,单片机原理及接口技术,二、中断响应的自主操作过程,?,1,、中断响应的自主操作过程,把当前,PC,值压入堆栈，保护断点。,将相应的中断服务程序的入口地址送入,PC,。,对有些中断源，,CPU,会自动清除中断标志。,执行中断服务程序。,执行到返回指令,RETI,，中断服务程序结束，将堆栈内容弹出到,PC,，返,回到原来断点继续执行。,?,2,、各中断源及其对应的矢量地址,中断源,外部中断,0,（,INT0,）,定时器,T0,中断,外部中断,1,（,INT1,）,定时器,T1,中断,串行口中断,中断矢量,0003H,000BH,0013H,001BH,0023H,13:05,单片机原理及接口技术,?,89C51/S51,的,CPU,在每个机器周期的,S5P2,期间顺序采样每个,中断源，,CPU,在下一个机器周期,S6,期间按优先级顺序查询中,断标志。如查询到某个中断标志为,1,，则将在接下来的机器,周期,S1,期间按优先级进行中断处理。中断系统通过硬件自动,将相应的中断矢量地址装入,PC,，以便进入相应的中断服务,程序。表现为,CPU,的自主操作。,?,89C51/S51,单片机的中断系统中有两个不可编程的“优先级,生效”触发器。一个是“高优先级生效”触发器，用以指明,已进行高级中断服务，并阻止其他一切中断请求；一个是,“低优先级生效”触发器，用以指明已进行低优先级中断服,务，并阻止除高优先级以外的一切中断请求。,13:05,单片机原理及接口技术,?,89C51/S51,单片机一旦响应中断，首先置位相应的中断“优,先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调用指令,LCALL,，把当前,PC,值压入堆栈，以保护断点，再将相应的,中断服务程序的入口地址,(,如外中断,0,的入口地址为,0003H),送,入,PC,，于是,CPU,接着从中断服务程序的入口处开始执行。,?,对于有些中断源，,CPU,在响应中断后会自动清除中断标志，,如定时器溢出标志,TF0,、,TF1,和边,?,沿触发方式下的外部中断标志,IE0,、,IE1,；而有些中断标志不,会自动清除，只能由用户用软,?,件清除，如串行口接收发送中断标志,RI,、,TI,；在电平触发,方式下的外部中断标志,IE0,和,IE1,则是根据引脚和,的电平变化的，,CPU,无法直接干预，需在引脚外加硬,件,(,如,D,触发器,),使其自动撤销外部中断请求。,13:05,单片机原理及接口技术,?,CPU,执行中断服务程序之前，自动将程序计数器的内容,(,断点地址,),压入堆栈保护起来,(,但不保护状态寄存器,PSW,的内容，也不保护累,加器,A,和其他寄存器的内容,),；然后将对应的中断矢量装入程序计,数器,PC,，使程序转向该中断矢量地址单元中，以执行中断服务程,序。各中断源及与之对应的矢量地址见表。,?,由于,89C51/S51,系列单片机的两个相邻中断源中断服务程序入口地,址相距只有,8,个单元，一般的中断服务程序是容纳不下的，通常是,在相应的中断服务程序入口地址中放一条长跳转指令,LJMP,，这样,就可以转到,64 KB,的任何可用区域了。若在,2 KB,范围内转移，则,可存放,AJMP,指令。,13:05,单片机原理及接口技术,?,中断服务程序从矢量地址开始执行，一直到返回指令,RETI,为止。,RETI,指,令的操作，一方面告诉中断系统该中断服务程序已执行完毕，另一方面,把原来压入堆栈保护的断点地址从栈顶弹出，装入程序计数器,PC,，使程,序返回到被中断的程序断点处继续执行。,?,?,我们在编写中断服务程序时应注意：,在中断矢量地址单元处放一条无条件转移指令,(,如,LJMP,H),，,使中断服务程序可灵活地安排在,64 KB,程序存储器的任何空间。,?,在中断服务程序中，用户应注意用软件保护现场，以免中断返回后丢,失原寄存器、累加器中的信息。,?,若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，则可先用软件关闭,CPU,中断或禁止某中断源中断，在中断返回前再开放中断。,13:05,单片机原理及接口技术,三、中断响应时间,?,CPU,不是在任何情况下都对中断请求予以响应，而不,同的情况下对中断响应的时间是不同的。,?,对于顺利的中断响应，其最短的响应时间为,3,个机器,周期。,?,对于受阻的中断响应，则响应时间会更长一些。,?,若中断系统只有一个中断源，则响应时间为,3,8,个机,器周期之间。,13:05,单片机原理及接口技术,5.4.2,中断处理,?,一、什么是中断处理,?,二、中断处理包括的内容,?,三、编写中断服务程序时的注意问题,13:05,单片机原理及接口技术,一、什么是中断处理,?,CPU,响应中断后即转入中断服务程序的入口，执行中,断服务程序。从中断服务程序的第一条指令开始到返,回指令为止，这个过程称为中断处理或中断服务,。,13:05,单片机原理及接口技术,二、中断处理包括的内容,?,不同的中断源服务的内容及要求各不相同，其处理过程也,就有所区别。一般情况，中断处理包括两部分内容：,?,1,、保护现场：,如在中断服务程序中要用到,PSW,、工作,寄存器和,SFR,等寄存器时，则在进入中断服务之前应将它,们的内容保护起来，在中断结束、执行,RETI,指令前应恢复,现场。,?,2,、为中断源服务：,针对中断源的具体要求进行相应的处理。,13:05,单片机原理及接口技术,三、编写中断服务程序时的注意问题,在中断矢量地址单元处放一条无条件转移指令，使中断服,务程序可灵活地安排在,64KB ROM,的任何空间。,在中断服务程序中，应注意用软件保护现场，以免中断返,回后丢失原来寄存器、累加器中的信息。,若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，可以先,用软件关闭,CPU,中断或禁止某中断源中断，在中断返回前,再开放中断。,13:05,单片机原理及接口技术,5.4.3,中断返回,?,在中断服务程序中，最后一条指令必须为中断返回,指令,RETI,。,?,CPU,执行该指令时，一方面清除中断响应时所置位,的“优先级生效”触发器，另一方面从当前栈顶弹,出断点地址送入程序计数器,PC,，从而返回主程序。,?,注意在中断服务程序中，,PUSH,和,POP,指令必须成对,使用，否则，不能正确返回断点,。,13:05,单片机原理及接口技术,5.4.4,关于具体的中断服务程序,?,CPU,响应中断结束后即转至中断服务程序的入口。从中断服务程序的,第一条指令开始到返回指令为止，这个过程称为中断处理或称中断服,务。不同的中断源服务的内容及要求各不相同，其处理过程也就有所,区别。一般情况下，中断处理包括两部分内容：,一是保护现场，二是,为中断源服务。,?,在编程时经常用到,PSW,、工作寄存器、,SFR,寄存器等。如果在中断服,务程序中要用这些寄存器，则在进入中断服务之前应将它们的内容保,护起来，即保护现场；同时在中断结束，执行,RETI,指令之前应恢复,现场。,13:05,单片机原理及接口技术,?,中断服务是针对中断源的具体要求进行处理的。在编写中断服务程序时,应注意以下几点：,?,各中断源的入口矢量地址之间，只相隔,8,个单元，一般中断服务程序是,容纳不下的，因而最常用的方法是在中断入口矢量地址单元处存放一条,无条件转移指令，而转至存储器其他的任何空间去。,?,若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，则应用软件关闭,CPU,中断，或屏蔽更高级中断源的中断，在中断返回前再开放中断。,?,在保护现场和恢复现场时，为了不使现场信息受到破坏或造成混乱，,一般在此情况下，应关,CPU,中断，使,CPU,暂不响应新的中断请求。这样,就要求在编写中断服务程序时，应注意在保护现场之前关中断，在保护,现场之后若允许高优先级中断打断它，则应开中断。同样在恢复现场之,前应关中断，恢复之后再开中断。具体的中断服务子程序流程如图,5-11,所示。,图,5-11,13:05,单片机原理及接口技术,5.5,中断程序举例,?,89C51/S51,单片机有两个外部中断亲求请求输入端（,INT0,和,INT1,）。,实际应用中，若外部中断源有两个以上，则需要扩展外部中断源。,5.5.1,利用定时器扩展外部中断源,5.5.2,中断加查询扩展外部中断源,13:05,单片机原理及接口技术,5.5,中断程序举例,?,5.5.1,主程序,?,5.5.2,中断服务程序,?,5.5.3,中断服务程序举例,13:05,单片机原理及接口技术,5.5.1,主程序,1,、主程序的起始地址,2,、主程序的初始化内容,13:05,单片机原理及接口技术,1,、主程序的起始地址,?,89C51/S51,系列单片机,复位,后，,（,PC,）,=0000H,?,而,0003H,002BH,分别为各,中断源,的入口地址,。,?,编程时应在,0000H,处写一条,跳转指,令,（一般为长跳转指令），,主程,序是以跳转的目标地址作为起始,地址开始编写,，一般从,003H,开始，,如,图,5-12,所示。,0000H,LJMP,00,30,0030H,主程序,图,5-12,13:05,单片机原理及接口技术,2,、主程序的初始化内容,?,初始化：将用到的内部部件或扩展芯片进行初始工作,状态设定。,?,单片机,复位,后，特殊功能寄存器,IE,、,IP,内容均为,00H,，,所以应对,IE,、,IP,进行初始化编程，以开放中断，允许,某些中断源中断和设置中断优先级等,。,13:05,单片机原理及接口技术,5.5.2,中断服务程序,?,当,CPU,接收到中断请求信号并予以响应后，,CPU,把当前的,PC,内,容压入堆栈进行保护，然后转入响应的中断服务程序入口处执行。,1,、中断服务程序的起始地址,2,、中断服务程序编制中的注意事项,13:05,单片机原理及接口技术,1,、中断服务程序的起始地址,?,中断系统对五个中断源分别规定了各自,的,入口,地址，但这些入口地址相距很近（,8,个字节）。,?,如中断服务程序的指令代码少于,8,个字节，则可,从规定的中断服务程序入口地址开始，直接编,写中断服务程序；,0003H,LJMP,02,00,?,如中断服务程序的指令代码大于,8,个字节，则应,采用与主程序相同的方法，在相应的入口处写,一条跳转指令，并以跳转指令的目标地址作为,中断服务程序的起始地址进行编程。,?,以,INT0,为例，中断矢量地址为,0003H,，中断服,务程序从,0200H,开始。如,图,5-13,所示。,0200H,中断服,务程序,图,5-13,13:05,单片机原理及接口技术,2,、中断服务程序编制中的注意事项,视需要确定是否保护现场。,及时清除那些不能被硬件自动清除的中断请求标志，以免产生错误,的中断。,中断服务程序中的压栈与弹栈指令必须成对使用，以确保中断服务,程序的正确返回。,主程序和中断服务程序之间的参数传递与主程序和子程序的参数传,递方式相同。,13:05,单片机原理及接口技术,5.5.3,中断服务程序举例,例,5-3,：,如,图,5-14,所示，将,P1,口的,P1.4,P1.7,作为,输入,位，,P1.0,P1.3,作为,输出,位。要求利用,89C51/S51,将开关所设的数据,读入单片机内，并依次通过,P1.0,P1.3,输出，驱动发光二,极管，以检查,P1.4,P1.7,输入的电平情况（若输入为高电,平则相应的,LED,亮）。,现要求采用中断边沿触发方式，每中断一次，完成一,次读,/,写操作。,解：,13:05,单片机原理及接口技术,图,5-14,外部中断,INT0,电路,13:05,单片机原理及接口技术,例,5-3,解：,如图所示，采用外部中断,0,，中断申请从,INT0,输入，并采用了去抖动电路。,当,P1.0,P1.3,的任何一位输出,0,时，相应的发光二极管就会发光。当开关,K,来回拔动一次时，将产生,一个下降沿信号，通过,INT0,发出中断请求。中断服务程序的矢量地址为,0003H,。,源程序如下：,ORG 0000H,LJMP MAIN,；,上电，转向主程序,ORG 0003H,；,外部中断,0,入口地址,LJMP INSER,；,转向中断服务程序,ORG 0030H,；,主程序,MAIN,：,MOV SP,#60H,；,重置堆栈指针,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,HERE,：,SJMP HERE,；,等待中断,ORG 0200H,；,中断服务程序,INSER,：,MOV A,，,#0F0H,MOV P1,，,A,；设,P1.4,P1.7,为输入,MOV A,，,P1,；,取开关数,SWAP A,；,A,的高、低四位互换,MOV P1,，,A,；输出驱动,LED,发光,RETI,；,中断返回,END,13:05,单片机原理及接口技术,?,当外部中断源多于,2,个时，可采用硬件请求和软件查询,相结合的办法，把多个中断源通过硬件经“或非”门,引入到外部中断输入端,x,，同时又连到某个,口。这样，每个中断源都可能引起中断。,?,在中断服务程序中，读入口的状态，通过查询,就能区分是哪个中断源引起的中断。,?,若有多个中断源同时发出中断请求，则查询的次序就,决定了同一优先级中断中的优先次序。,13:05,单片机原理及接口技术,例,5-4,利用中断显示系统故障,:,?,如,图,5-15,所示，此中断电路可实现系统的故障显示。当系统的,各部分正常工作时，四个故障源的输入均为低电平，显示灯全,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,为高电平，相应的发光二极管亮。,?,解：,13:05,单片机原理及接口技术,四,个,故,障,源,图,5-15,利用中断显示系统故障,13:05,单片机原理及接口技术,例,5-4,解：如图所示，当某一个故障信号输入线由低电平变为高点平时，会通过,INT0,线引,起,8031,中断（边沿触发方式）。在中断服务程序中，应将各故障源的信号读入，,并加以查询，以进行相应的发光显示。,源程序如下：,ORG 0000H,LJMP MAIN,；上电，转向主程序,ORG 0003H,；外部中断,0,入口地址,LJMP INSER,；转向中断服务程序,INSER,：,JNB P1.0,，,L1,；查询中断源，,（,P1.0,）,=0,，转,L1,SETB P1.1,；是,P1.0,引起的,中断，使相应的二极管亮,L1,：,JNB P1.2,，,L2,；继续查询,SETB P1.3,；,L2,：,JNB P1.4,，,L3,SETB P1.5,L3,：,JNB P1.6,，,L4,；,MAIN,：,MOV SP,#60H,；,重置堆栈指针,ANL P1,#55H,；,P1.0,P1.2,P1.4,P1.6,为输入,P1.1,P1.3,P1.5,P1.7,为输出,SETB EX0,；允许外部中断,0,中断,SETB P1.7,L4,：,RETI,END,SETB IT0,；,选择边沿触发方式,SETB EA,；,CPU,开中断,HERE,：,SJMP HERE,；等待中断,13:05,单片机原理及接口技术,5.6,思考题与习题,1.,什么是中断和中断系统,?,其主要功能是什么,?,2.,试编写一段对中断系统初始化的程序，使之允许、,、和串行口中断，且使,T0,中断为高优先级中,断。,3.,在单片机中，中断能实现哪些功能,?,4.89C51/S51,共有哪些中断源,?,对其中断请求如何进行控制,?,5.,什么是中断优先级,?,处理中断优先的原则是什么,?,6.,说明外部中断请求的查询和响应过程。,13:05,单片机原理及接口技术,7.89C51/S51,在什么条件下可响应中断,?,8.,简述,89C51/S51,单片机的中断响应过程。,9.,在,89C51/S51 Flash ROM,中，应如何安排程序区,?,10.,试述中断的作用及中断的全过程。,11.,当正在执行某一中断源的中断服务程序时，如果有新的,中断请求出现，试问在什么情况下可响应新的中断请求,?,在什么情况下不能响应新的中断请求,?,12.89C51/S51,单片机外部中断源有几种触发中断请求的方,法,?,如何实现中断请求,?,13:05,单片机原理及接口技术,13.89C51/S51,单片机有,5,个中断源，但只能设置两个中断优先级，因此，在中断优先级安排上受,到一定的限制。试问以下几种中断优先顺序的安排,(,级别由高到低,),是否可能,?,若可能，则应,如何设置中断源的中断级别,?,否则，请简述不可能的理由。,(1),定时器,0,，定时器,1,，外中断,0,，外中断,1,，串行口中断。,(2),串行口中断，外中断,0,，定时器,0,溢出中断，外中断,1,，定时器,1,溢出中断。,(3),外中断,0,，定时器,1,溢出中断，外中断,1,，定时器,0,溢出中断，串行口中断。,(4),外中断,0,，外中断,1,，串行口中断，定时器,0,溢出中断，定时器,1,溢出中断。,(5),串行口中断，定时器,0,溢出中断，外中断,0,，外中断,1,，定时器,1,溢出中断。,(6),外中断,0,，外中断,1,，定时器,0,溢出中断，串行口中断，定时器,1,溢出中断。,(7),外中断,0,，定时器,1,溢出中断，定时器,0,溢出中断，外中断,1,，串行口中断。,13:05,单片机原理及接口技术,14.89C51/S51,各中断源的中断标志是如何产生的？又是如何清,0,的,?CPU,响应,中断时，中断入口地址各是多少？,15.,中断响应时间是否为确定不变的？为什么？,16.,中断响应过程中，为什么通常要保护现场？如何保护？,17.,请叙述中断响应的,CPU,操作过程，为什么说中断操作是一个,CPU,的微查,询过程？,18.,在中断请求有效并开中断的状况下，能否保证立即响应中断？有什么条,件？,第五章完,13:05,单片机原理及接口技术,