第6章 中断系统 单片机原理与实践指导课件.pptVIP

6 MCS-51系列单片机的中断系统 (教材:P162～P175) 中断技术是单片机在实时处理和实时控制中不可缺少的重要环节。由于来自多方的中断请求都是随机发出的，如果采用查询方式来处理这些中断请求，则单片机的工作效率就会变的非常很低，实时性将得不到有效保证。 6.1 中断的概念 所谓中断，是指在CPU执行程序的过程 中，当出现某种情况，由服务对象向CPU发出 中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的 执行，而转去执行相应的处理程序，待处理程 序执行完毕后，再返回来继续执行原来被打断 的程序。也就是说，中断是通过硬件来改变 CPU程序运行方向的一种技术，它既和硬件有 关，也和软件有关。 6.1.1 中断的过程 调用中断过程 中断嵌套过程 6.1.2 中断源 一、I/O设备 通常要求它在输入或输出一个数据时能自动产生一个“中断请求”信号（TTL高电平或TTL低电平）送到CPU的中断请求输入线，以供CPU检测和响应。（如，打印机、键盘等） 二、控制对象 在单片机用作实时控制时，被控对象常常用作中断源，用于产生中断请求信号，要求CPU及时采集系统的控制参量、越限参数以及要求发送和接收数据等。(如， 电流、电压等） 三、故障检查 当设备或系统发生故障时以中断的方式通知CPU对故障进行 分析处理。 四、实时时钟 在工业控制中，经常需要进行定时检测和控制，单片机内部 一般都有专门的定时器，当需要定时时，由CPU发出命令，启动 定时器开始计时，待定时时间到，定时器向CPU发出中断申请， CPU响应处理。 五、人为设置 为了检查中间结果是否正确或者在查找错误，往往都要设置 断点或单步执行，这些都是人为设置的中断。 6.1.3 中断的好处 （1）实行分时操作，提高了CPU的效率; （2）实现实时处理; （3）进行故障处理; 6．2 MCS-51中断系统 6.2.1 中断系统的结构与控制 一、中断系统的结构 8051CPU有5个可屏蔽中断源（8052有6个）见表6-1。分2个中断 优先等级，允许实现二级中断嵌套。（8051标准型） (1)2个外部中断源和（从P3.2和P3.3引脚输入，中断标志为IE0 、IE1，触发方式控制为 IT0、IT1） ) ; （2）2个内部定时/计数器T0、T1（P3.4、P3.5计数输入，中断标 志为TF0、TF1）； （3）一个全双工的串口发送或接收中断（P3.0、P3.1引脚输入， 中断标志TI、RI）。 二、中断的控制 申请中断的所有标志位均分别设在特殊功能寄存器TCON 和SCON中（关于TCON和SCON的其它用法将在第7、8章中 叙述）。 【这些标志位都可以用软件控制（与硬件控制的效果相同）。即用软件对某位置1，就相当于提出了对该种中断的申请，否则就撤销了这种中断申请。】 （一）中断标志 （1）TCON中的标志位（计数/定时） （2）SCON中的中断标志位（串口） （二）中断允许寄存器IE （三）中断源优先级设定寄存器IP 8051单片机具有两个中断优先级，每个中断源可变成为 高优先级中断或低优先级中断，并可实现二级中断嵌 套，即，高优先级中断源可中断正在执行的低优先级中 断服务程序；同级或低优先级的中断源不能中断正在执 行的中断程序。 MCS-51对同级中断源的优先权有规定 （见表6-6） 例如： 一个应用系统设置了三种中断，串行口中断、定时/计数 器1中断和外部0中断，并使优先权顺序为TF1最高，IE0 之，RI+TI的中断优先权最低。对这样的系统，只要把中 断中断优先级控制寄存器IP的PT1位置“1”就可以实现 该系统对优先权顺序的要求了。程序可以写成： MOV IP，#08H ，即PT1=1 在这种设置中，PT1=1，使定时/计数器1处在高级优先中，其它中 断源都处于低级优先权中，且因在同一级中外部中断0最高。所以 足： PX1（定时/计数器1）→ PX0(外部中断0) → PS(串行口)的优先 顺序。 6.2.2 MCS-51中断源的入口地址与过程 6.3 中断程序的设计与应用 6.3.1 中断服务程序的设计结构 一、硬件电路 二、整个程序的设计功能 三、中断程序的任务 设计中断服务程序往往要考虑： （1）设置中断允许控制寄存器IE的相应标志位； （2）设置中断优先级寄存器IP的相应位，确定并分配所使用的 中断源优先