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第4章 中断系统 一般计算机和外设之间不能直接相连，而是通过不同的接口电路来达到彼此之间的信息传送。 这种通信方式通常可以分为同步传送、异步传送、中断传送和DMA(直接存储器存取)传送。但中断传送最为重要，也最为普遍。 中断需要解决两个主要问题： 如何从主程序转到中断服务程序； 如何从中断服务程序返回主程序。 中断最为显著的优点是： (1)速度匹配——有效地解决了快速CPU与慢速外设之间的矛盾,可使CPU与外设并行工作,大大提高了工作效率。 (2)实时处理——可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数与信息,即计算机具有实时处理的能力,从而提高了控制系统的性能。 (3)故障诊断——使系统具备了处理故障的能力,提高了系统自身的可靠性。 相关概念 中断： 处理器暂停执行当前程序，转而处理随机发生的事件，处理完毕后再返回到断点处继续执行原来程序的过程。 中断源： 可以引起中断的事件称之为中断源。 中断由中断源产生，不同的中断源有不同的中断服务程序 中断请求： 中断源在需要时向CPU提出中断请求。 通常是以电信号形式通知CPU。 中断响应： CPU检测到外围设备的中断请求信号后，在CPU允许中断的情况下可以将程序自动转入该中断源的中断服务程序并执行。 中断服务： 为解决中断源产生中断的原因而编制的程序。 中断系统： 中断源、中断方式 、中断控制寄存器、中断响应、中断请求的撤除。 中断的优先级 如果正在执行主程序时只有1个中断源请求中断,而这时CPU又是对中断开放的,那么这个中断立即得到响应。 然而由于中断是随机产生的,中断源一般又不止1个,因此往往会出现这样的情况： 几个中断源同时请求中断; 或者当某一个中断正在响应中(即正在执行该中断源的中断服务程序),又有其它的中断源请求中断 这时中断系统应如何处理? 在一般情况下，首先把各个中断源分成若干个优先级,然后再按如下原则进行处理： (1)不同级的中断源同时申请中断时——先高后低； (2)同级的中断源同时申请中断时——事先规定 (3)处理低级中断又收到高级中断请求时——停低转高 (4)处理高级中断又收到低级中断请求时——高不理低 中断嵌套 当CPU正在响应某一中断源的请求，执行为其服务的中断服务程序时，如果有优先级更高的中断源发出请求，CPU将中止正在执行的中断服务程序而转入为新的中断源服务，等新的中断服务程序执行完后，再返回到被中止的中断服务程序，这一过程称为中断嵌套。 中断嵌套可以有多级，具体级数原则上不限，只取决于堆栈深度。 中断的优先级与中断嵌套 中断请求的撤除 CPU响应中断请求后,在中断返回(执行RETI指令)前,必须撤除请求,否则会错误地再一次引起中断过程。 中断系统的功能 实现中断屏蔽 进行中断优先权排队 实现中断嵌套 自动响应中断 实现中断服务 实现中断返回 MCS-51的中断系统 MCS-51系列单片机的中断系统属于8位单片机中功能较强的中断系统 它可以提供5个中断源,每个中断源有两个中断优先级别可供选择,可实现两级中断服务程序嵌套。 此外,所有中断均可由软件设定为允许中断或禁止中断，也就是说,用户可以用关中断指令(或复位)来屏蔽所有的中断请求,也可以用开中断指令使CPU接受中断请求。 MCS-51的中断源 中断源有两种形式： 可屏蔽中断源 内部中断源 不可屏蔽中断源 外部中断源 MCS-51有5个固定的可屏蔽中断源： 2个外部中断源：外中断0即INT0 外中断1即INT1 3个内部中断源：定时/计数器0即T0溢出中断TF0 定时/计数器1即T1溢出中断TF1 串口I/O中断请求TI/RI 中断系统的结构 外部中断源 INT0由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。 INT1由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。 内部中断源 T0:定时/计数器0中断，由T0回零溢出引起。 T1:定时/计数器1中断，由T1回零溢出引起。 TI/RI:串行I/O中断，完成一帧字符发送/接收引起。 中断系统的结构框图 中断控制 各中断源的中断申请是否能被CPU响应，受CPU控制；CPU对各中断源的中断响应有优先级别的选择；这些都由单片机内部中断系统的控制寄存器来决定。 与中断控制有关的控制寄存器有四个： TCON:定时控制寄存器 SCON:串行口控制寄存器 IE:中断允许控制寄存器 IP:中断优先级控制寄存器 1.定时控制寄存器TCON(特殊功能寄存器) 字节地址为88H 锁存4个中断源的中断请求信号: IT0、IT