单片机原理接口技术及应用 教学课件 作者 黄建新 编 6 输入输出和中断.pptVIP

尚辅网 尚辅网 6 输入输出和中断 6.1 输入输出的基本概念 6.3 中断技术基础 6.5 外部中断源的扩展 尚辅网 　　对于内部中断，中断的控制完全是在CPU内部实现的。而对于外部中断，则是利用中断输入信号线来通知CPU发生了中断。根据CPU接受中断的方式，外部中断可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。 对于可屏蔽中断，可以通过指令提前设置中断允许标志寄存器IE的有关中断允许标志位，当有中断请求时，CPU根据中断允许标志位是“1”或“0”决定是否响应中断请求。 对于不可屏蔽中断，只要中断源发出中断请求，CPU就必须响应中断，主要用于一些紧急情况的处理，如掉电等。 尚辅网 6.3.3 中断系统的功能 　　中断系统是指能够实现中断功能的那部分硬件电路和软件程序。通常中断系统应具备如下功能： （1）实现中断响应和中断返回 ①中断响应 　　当CPU收到中断请求后，能根据具体情况决定是否响应中断。如果中断是开放的且CPU没有更急、更重要的工作，则在执行完当前指令后响应这一中断请求。CPU在响应中断时通常要做三件事： 　　a. 把原执行程序的断点地址（在程序计数器PC中）压入堆栈，这称为断点保护，由硬件自动完成，并自动关闭中断（严防其他中断进来干扰本次中断）。 　　 尚辅网 　　　b.按照中断源提供（或预先约定）的中断矢量自动转入相应中断服务程序执行，一般应在中断服务程序的开始处将有关寄存器的内容和标志位状态压入堆栈保护起来，这称为保护现场，由用户自己编程完成。 　　c.自动或通过安排在中断服务程序中的指令来撤除本次中断请求，以避免再次响应本次中断请求。 ②中断返回 CPU执行完中断服务程序，返回主程序。中断返回过程如下： a. 首先恢复原保护的寄存器的内容和标志位的状态，这称为恢复现场，由用户自己编程完成。注意恢复现场的过程应与保护现场的过程相对应，即先进栈保护的内容后出栈。 尚辅网 b. 在执行到安排在中断服务程序末尾的中断返回指令时，自动到堆栈取出断点地址（CPU在响应中断时自动压入），使CPU返回断点，这称为恢复断点（参见第三章RETI指令的功能）。恢复现场和断点后，CPU将继续执行原主程序，中断响应过程到此为止。 （2）实现中断优先权排队 　　几个中断源同时申请中断时，或者CPU正在处理某外部事件时，又有另一外部事件申请中断，CPU必须区分哪个中断源更重要，从而确定优先处理谁。为此，计算机给每个中断源规定了优先级别，称为优先权。这样，当多个中断源同时发出中断请求时，优先权高的中断能先被响应，只有优先权高的中断处理结束后才能响应优先权低的中断。计算机按中断源优先权高低逐次响应的过程称优先权排队，这个过程可通过硬件电路来实现，亦可通过软件查询来实现。 尚辅网 （3）实现中断嵌套 　　当CPU正在处理一个中断，又发生了另一个更为紧迫事件（即优先级较高的事件）的中断请求时，CPU暂时停止对前一个中断的处理并保护这个程序的断点（类似于子程序嵌套），转而响应优先级更高的中断请求，待完成了高级中断服务程序之后，再恢复断点继续执行被打断的低级中断服务程序。这样的过程称为中断嵌套。如果发出新的中断请求的中断源的优先级别与正在处理的中断源同级或更低时，CPU不会响应这个中断请求，直至正在处理的中断服务程序执行完以后才能去处理新的中断请求。 大部分中断控制电路在解决中断优先级的同时也实现了中断嵌套。 尚辅网 6.4 80C51中断系统 80C51中有5个中断源，两个优先级，可以实现两级中断嵌套。 6.4.1 80C51中断系统结构 80C51的中断系统结构如图6－11所示。由图可以看出，80C51中断系统包含了5个中断源中断标志的TCON寄存器和SCON寄存器、中断允许寄存器IE、中断优先寄存器IP以及能将中断矢量地址装入PC并向CPU提出中断请求的相关电路。 尚辅网 图6－11 80C51的中断系统结构示意图 尚辅网 （１）中断源 　　80C51中有5个中断源，80C52中增多了一个中断源——定时器/计数器T2，即有6个中断源。80C51的5个中断源是： 　　①　　　　　（ P3.2）：外部中断0。当IT0（TCON.0）＝0时，低电平有效；当IT0（TCON.0）＝1时，下降沿有效。 　　②　　　（P3.3）：外部中断1。当IT1（TCON.2）＝0时，低电平有效；当IT1（TCON.2）＝1时，下降沿有效。 　　③TF0（P3.4）：定时器/计数器T0溢出中断。 　　④TF1（P3.5）：定时器/计数器T1溢出中断。 　　⑤RX（P3.0），TX（P3.1）：串行中断 尚辅网 （2） 中断标志