第四章中的断系统.ppt

中 断 系 统 4.1 微机的输入输出方式 无条件传送方式 查询传送方式 直接存储器存取（DMA）方式 中断方式 无条件传送方式 无条件传送方式在这种传送方式下，CPU不需要了解外设的状态，只要在程序中加入访问外设的指令，就可实现CPU与外设之间的数据传送。此种方法控制简单，但数据传送时，由于不知道外设的状态，传送数据时容易出错。 查询传送方式 查询传送方式在这种传送方式下，CPU在传送数据之前，要不断查询外部设备是否处于“准备好”状态，因此需占用CPU的大量时间，效率较低。 DMA方式 DMA方式是让CPU不再控制数据总线，使外部设备和存储器之间直接传送（不通过CPU）的数据方式。 适用于： （1）外设和存储器之间有大量数据传送。 （2）外设的工作速度很高 中断方式 在中断传送方式下，CPU启动外设后，外设与CPU并行独立工作。当外设需要CPU处理时，由外设向CPU提出请求。若条件满足时，CPU中断当前执行的程序，转而为外设服务，服务完毕后，又继续执行原来的程序。对于这种方式，CPU不需要花费大量的时间进行外设的查询，从而提高了CPU的效率。 在单片机应用系统中，为了提高CPU的效率，多采用中断方式。为了实现中断功能而配置的软件与硬件，称为中断系统。 中断系统概述 中断技术实质上是一种资源共享技术，是解决资源竞争的有效方法，最终实现多项任务共享一个资源。 在计算机中通常只有一个CPU，任何时刻它只能进行一项工作，而它所面对的任务却可能是多个，资源竞争现象不可避免，而使用中断技术可以解决此问题。 中断技术对单片机来说非常重要，因为单片机所具有的复杂实时控制功能与中断技术密不可分，面对控制对象随机发出的中断请求，单片机必须作出快速响应并及时处理，以使被控对象保持在最佳工作状态，达到预定的控制效果。 中断系统概述 计算机中的资源竞争，通常是因计算机在运行程序时会发生一些可预测或不可预测的随机事件引起的。这些随机事件包括： 与计算机“并行”工作的输入/输出设备发出的中断请求，以进行数据传送。 硬件故障、运算错误及程序出错时产生的中断请求，以进行故障报警和程序监测。 当对运行中的计算机进行干预时，通过键盘输入的命令，以进行人机联系。 来自被控对象的中断请求，以实现自动控制。 思考： 假设没有中断技术。 4.2 中断的概念 中断服务程序 中断发生时，主程序暂停，跳转到中断服务程序，称为“响应中断”，执行完毕后返回主程序继续运行。 中断服务程序不能被调用，没有返回值，程序在何处发生中断是由中断事件发生而决定。 引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。 4.3 89C51中断系统的结构及中断控制 使用中断技术实现以下功能： 分时操作 CPU可以与多台外设并行工作，CPU可分时与多台外设进行信息交换。 实时处理 实时处理在单片机实时控制中，请求CPU提供服务是随机发生的。有了中断系统，CPU就可以立即响应并进行处理。 故障处理 有了中断系统，当出现故障时，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。 AT89C51中断运行的机理 以外部中断0（INT0）为例，中断模块在每个CPU时钟周期都查询IO口为P3.2的状态，当输入的电平由高电平变为低电平时，CPU的程序运行会立即跳转到地址0X03。 因此要将处理INT0中断的代码放在地址为0x30开始的ROM区域，C语言中采用中断服务函数来实现此代码定位的功能，格式如下： void 函数名（）interrupt N 函数名可以任意，但一般要用一个有意义的函数名，例如int0_srv；N代表中断向量编号，例如INT0的中断服务函数中断向量号为0，INT1的N=2。 89C51的中断系统有5个中断源（89C52有6个），2个优先级，可实现二级中断嵌套 。 IE寄存器 外部中断的2种触发模式 触发模式的选择由TCON的IT0与IT1控制。 边沿触发：外部中断为负边沿触发方式。CPU在每个机器周期采样P3.2(P3.3)脚的输入电平，如果在一个周期中采样到高电平，在下一个周期中采样到低电平，则硬件使IE0（IE1）置1，向CPU请求中断。 电平触发：外部中断是通过检测P3.2（P3.3）脚的输入电平（低电平）来触发的。采用电平触发时，输入到P3.2（P3.3）脚的外部中断源必须保持低电平有效，直到该中断被响应。同时在中断返回前必须使电平变高，否则将会再次产生中断