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第6章 中断与定时系统 一、教学要求： 掌握：计算机中断的概念，单片机中断系统的结构、中断源、中断特殊功能寄存器、中断响应过程；定时/计数器系统的电路结构、寄存器及功能和使用方法。 教学内容： /计数器/计数器重点：/计数器系统的电路结构、寄存器及功能和使用方法。 难点：6-1 单片机中断系统 6-1-1 中断技术 中断系统是计算机的重要指标之一。 一、中断概念： 某人看书 执行主程序 中断过程 电话铃响 中断信号=0 中断请求 暂停看书 暂停执行主程序 中断响应 书中作记号 当前PC值入栈 保护断点 电话谈话 执行中断程序 中断服务 继续看书 返回主程序 中断返回 二、两种中断： 1．可屏蔽中断： 可程控“开中断/关中断”。软件设置允许/禁止CPU响应中断。 2．非屏蔽中断： 不可程控“关中断”。有中断请求信号，CPU必须响应。 三、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。 有3类共5个中断： 1、外中断2个：INT0、INT1 由引脚INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。 2、定时中断2个：T0、T1 无引入端，请求在芯片内部发生。以记数溢出信号作为中断请求，去置位一个溢出标志位。 3、串行中断1个：RI/TI 无引入端，请求在芯片内部发生。接收或发送完一帧串行数据时，就产生一个中断请求。 INTR(Interrupt Request)：可屏蔽中断请求 NMI（Non-Maskable Interrupt)：非屏蔽中断 四、中断优先级控制原则和控制逻辑： 中断优先级是为中断嵌套服务的。 1、优先级控制原则： （1）低优先级中断不能打断高优先级的中断服务；但高优先级中断请求信号可以打断低优先级的中断服务，从而实现中断嵌套。 （2）如果一个中断请求已被响应，则同级的其它中断服务将被禁止。即同级中断不能嵌套。 （3）如同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定哪个中断请求被响应。 查询次序为：INT0→T0→INT1→T1→RI/TI。 2、控制逻辑： （1）利用中断优先级控制寄存器； （2）2个不可寻址的优先级状态触发器：状态“0”或“1”。 五、寻找中断源和确定优先级： 寻找中断源：每个中断源对应一个中断服务程序。 多个中断源按优先级别排队。硬件上排队顺序：DMA、NMI、INTX。 1、软件查询方式： （1）中断源查询电路： （2）软件查询程序： INTS：MOV A，P1 ；读中断源寄存器 JB ACC.0，SV1 ；查询高级中断请求 JB ACC.1，SV2 ；查询低级中断请求 … SV1： … ；中断服务程序1 … SV2： … ；中断服务程序2 2、硬件查询方式： 硬件优先级排队和中断向量锁存电路。 中断向量：提供中断服务程序入口地址信息的地址。 6-1-2 中断系统控制 一、MCS-51中断系统内部结构 1、中断源信号： 2个外部中断源信号：INT0、INT1； 2个定时器T0、T1溢出中断请求：TF0、TF1； 1个串行口数据发送、接收结束中断请求：TI、RI。 2、中断允许控制： 总允许开关：EA； 源允许开关：ES、ET1、EX1、ET0、EX0。 3、2级中断优先级控制： 优先级选择开关：PS、PT1、PX1、PT0、PX0。 二、中断控制寄存器： 1. 中断标志位： TF1、TF0、IE1、IE0、RI 、TI 登记各中断源请求信号：=1，有中断请求；= 0，无中断请求。 CPU响应中断后，该中断标志自动清零。TI，RI标志必须软件清零。 2. 外部中断触发方式选择位：IT0、IT1 =1：负边沿触发中断请求；= 0：低电平触发中断请求。 3.中断允许控制位：EA、ES、ET1、EX1、ET0、EX0 =1开中断；= 0关中断。 例：允许CPU响应INT0的中断请求。 SETB EX0 SETB EA 4．中断优先级控制位：PS、PT1、PX1、PT0、PX0 2级优先级：=1为高优先级；= 0为低优先级。 同一优先级别按内部查询顺序排列优先级： 高 INT0、T0、INT1、T1、TI/RI低。 6-1-3 中断处理过程 一、中断响应条件： 1．有中断请求信号； 2. 系统处于开中断状态。 二、中断响应过程： 1．关中断：屏蔽其它中断请求信号。 2．保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前PC值入栈。 3．寻找中断源：中断服务程序入口?PC，转入中断服务