[工学]单片机的中断与定时系统.pdfVIP

第6章 单片机的中断与定时系统 第6章 单片机的中断与定时系统 6.1 单片机的中断系统 6.2 单片机的定时器/计数器 6.3 定时器/计数器与中断综合应用 思考题 第6章 单片机的中断与定时系统 6.1 单片机的中断系统 6.1.1 中断概述 6.1.2 MCS-51的中断系统 6.1.3 中断处理过程 6.1.4 中断请求的撤销 6.1.5 中断响应时间 6.1.6 中断程序举例 思考题 第6章 单片机的中断与定时系统 6.1.1 中断概述 中断技术是计算机中的重要技术之一，它既和硬件 有关，也和软件有关。 在计算机与外部设备交换信息时，存在着高速的CPU 和低速的外设之间的矛盾。若采用软查询方式，则会占用 大量的CPU的时间，另外，也无法对一些紧急事件进行及 时处理。为了解决这些问题，在计算机中引入了“中断”技 术。 第6章 单片机的中断与定时系统 1. 中断的定义 中断是通过硬件来改变CPU 的运行方向的。计 算机在执行程序的过程中，当出现CPU 以外的某种 情况时，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，再继续执行原 来被中断的程序。这种程序在执行过程中由于外界 的原因而被中间打断的情况称为“中断”。 第6章 单片机的中断与定时系统 2. 几个相关概念 “ 中断”之后所执行的相应的处理程序通常称之 为中断服务程序或中断处理子程序。 原来正常运行的程序称为主程序。 主程序被断开的位置（或地址）称为“断点” 。 引起中断的原因，或能发出中断申请的来源， 称为“中断源” 。 中断源要求服务的请求称为“ 中断请求” （或中 断申请）。 第6章 单片机的中断与定时系统 3. 中断需要解决的两个问题 一是如何从主程序转到中断服务程序； 二是如何从中断服务程序返回主程序。 调用中断服务程序的过程类似于调用子程 序，其区别在于调用子程序在程序中是事先安 排好的，而何时调用中断服务程序事先却无法 确定，因为“中断”的发生是由外部因素决定 的，程序中无法事先安排调用指令，因此，调 用中断服务程序的过程是由硬件自动完成的。 第6章 单片机的中断与定时系统 4. 引入中断的好处 （1）实现了分时操作 中断可以解决快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾，使 CPU和外设同时工作。CPU在启动外设工作后继续执行主程 序，同时外设也在工作。每当外设做完一件事就发出中断申 请，请求CPU中断它正在执行的程序，转去执行中断服务程 序（一般情况是处理输入/输出数据），中断处理完之后， CPU恢复执行主程序，外设也继续工作。这样，CPU可启动 多个外设同时工作，大大地提高了CPU的效率。 第6章 单片机的中断与定时系统 （2 ）实现了实时处理 在实时控制中，现场的各种参数、信息均随时间和现场 而变化。这些外界变量可根据要求随时向CPU 发出中断申 请， 请求CPU及时处理中断请求。如中断条件满足，CPU马上就 会响应，进行相应的处理，从而实现实时处理。 （3 ）使系统具备了处理故障的能力 即在计算机运行过程中，一些事先无法预料的故障是难 免的，如掉电、存储出错、运算溢出等，可通过中断系统由 故障源向CPU发出中断请求，再由CPU转到相应的故障处理 程序进行处理。 第6章 单片机的中断与定时系统 5. 中断系统的功能 （1）能实现中断及返回。CPU相应中断后，通过堆栈保护 断点和现场，然后进入中断服务程序，执行完中断服务程序 后，执行返回指令 RETI，弹出堆栈中的断点信息和现场信 息，继续主程序的执行。 （2）能实现优先权排队。当多个中断源同时提出中断