【教学课件】第5章单片机的中断系统.ppt
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1、第5章 单片机的中断系统,本章的主要内容,MCS-51单片机中断源的种类及工作方式 中断控制寄存器IE、中断优先级寄存器IP 及定时器/计数器及外部中断控制寄存器TCON的使 用方法 MCS-51型单片机中断响应过程 外部中断的结构及原理 熟练编制中断服务程序,5.1.1 中断的概念,执行,主程序,继续执行,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理,中断返回,5.1 中断系统的概述,5.1.2 中断的功能,1实现中断及返回2能实现优先权排队 3能实现中断嵌套,5.2.1 中断源 1.中断源分类 五个中断源,分别是 外部中断0:INT0,由P3.2提供,外部中断1:INT1,由P3.3提供,,外部
2、中断有两种信号方式,即电平方式和脉冲方式。,T0溢出中断;由片内定时/计数器0提供 T1溢出中断;由片内定时/计数器1提供 串行口中断RI/TI;由片内串行口提供,5.2 中断请求,2 中断请求,3.中断源入口地址,中断源 入口地址 INT0 0003 T0 000BH INT1 0013H T1 001BH RI/TI 0023H,5.2.2中断寄存器,在中断请求被响应前,中断请求是由CPU锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON相应中断标志位中。,与中断控制有关的控制寄存器有四个:,TCON-定时控制寄存器,IE-中断允许控制寄存器,IP-中断优先级控制寄存器,SCON-及串行口控制寄存器。
3、,1中断允许控制寄存器IE,0 禁止,1允许,2中断优先级的设定,基本原则是:(1)高优先级不能被低优先级中断;(2)低优先级可被高优先级中断。(3)任何一种中断(不管是高级还是低级),一旦得到响应,不会再被它的同级中断所中断。(4)两个同一级的中断源同时向CPU发出中断申请,CPU通过内部硬件查询,按自然优先级确定优先响应哪一个中断要求,PS:串行口中断优先级控制位。PT1:定时计数器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。注意:单片机复位后,IP寄存器被清0,所有中断源为低级中断。,中断优先级控制
4、寄存器(IP),3.定时控制寄存器TCON,1)TCON7 TF1:T1溢出中断标志。T1被启动计数后,从初值开始加1计数,直至计满溢出由硬件使TF1=1,向CPU请求中断,此标志一直保持到CPU响应中断后,才由硬件自动清“0”。也可用软件查询该标志,并由软件清“0”。2)TCON5 TF0:T0溢出中断标志。其操作功能类似于TF1。3)TCON3 IE1:外部中断1标志。IE1=1表明外部中断1向CPU申请中断。4)TCON1 IE0:外部中断0标志。其操作功能与IE1类似。,4.串行口控制寄存器SCON,说明:SCON1 TI:串行发送中断标志。CPU将一个字节数据写入发送缓冲器SBUF后
5、启动发送,每发送完一个串行帧,硬件置位TI。但CPU响应中断后,并不能自动清除TI标志,必须由软件清除。,5.3 中断处理过程,中断处理过程分为三个阶段:中断响应、中断处理和中断返回。中断响应 中断处理(又称中断服务)中断返回 中断请求的撤除,5.3.1 中断处理过程 1CPU的中断响应条件 无同级或高级中断正在服务;当前指令周期结束,如果查询中断请求的机器 周期不是当前指令的最后一个周期,则不行;若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令,则需要执行到当前指令及下一条指令响应。,2.响应过程 置位中断优先级有效触发器,即关闭同级和低级中断:调用入口地址,断点入栈,相当于LCALL指令;
6、进入中断服务程序。,响应时间-从查询中断请求标志位到转向中断服务入口地址所需的机器周期数。(1)最快响应时间 以外部中断的电平触发为最快。从查询中断请求信号到中断服务程序需要三 机器周期:1个周期(查询)2个周期(长调用LCALL)(2)最长时间 若当前指令是RET、RETI和IP、IE指令,紧接 着下一条是乘除指令发生,则最长为8个周期。,5.3.2 中断处理,中断处理(又称中断服务),程序从入口地址开始执行,直到返回指令“RETI”为止,这个过程称为中断处理。包括两部分内容:(1)保护现场,(2)处理中断源的请求。,中断处理过程示意图,中断源发中断请求,中断响应条件 是否满足?,中断是否受
7、阻?,把PC断点地址压入堆栈,相应中断源的中断入口地址送入PC,转向中断服务程序,N,Y,Y,N,由硬件自动完成,关中断,保护现场,中断服务,开中断,关中断,恢复现场,开中断,中断返回,断点地址由堆栈弹入PC,中断服务程序,中断处理,INTT0:PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW 中断源服务 POP PSW POP DPL POP DPH POP ACC RETI,保护现场,恢复现场,5.3.2 中断返回,中断返回是指中断服务完后,计算机返回到原来暂停的位置(即断点),继续执行原来的程序。中断返回由专门的中断返回指令RETI来实现。,5.4 外部中断的触发方
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