单片机原理及应用 第5章硬件.pptVIP

第5章 MCS-51单片机硬件资源的应用 知识点： 并行口及其应用 中断系统及其应用 定时器/计数器及其应用 5.2 MCS-51单片机的中断系统 5.2.1 中断系统结构与控制 1、中断的概念 所谓中断是指CPU对系统中或系统外发生的某个事件的一种响应过程，即CPU暂时停止现行程序的执行，而自动转去执行预先安排好的处理该事件的服务子程序。当处理结束后，再返回到被暂停程序的断点处，继续执行原来的程序。实现这种中断功能的硬件系统和软件系统统称为中断系统。 3、中断控制 MCS-51单片机5个中断源的中断请求信号分别锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON中： (1)TCON为定时/计数器控制寄存器,字节地址为88H,其中锁存的中断源请求标志如表所示。 (2)SCON串行口控制寄存器 SCON的字节地址为98H。其低2位锁存串行口的接收中断和发送中断标志,其格式如表所示。 TI：串行口发送中断标志。 发送完一帧串行数据后,由硬件置位TI。TI=1表示串行口发送器正在向CPU申请中断。值得注意的是当CPU响应该中断后,转向中断服务程序时并不复位TI,TI必须由用户在中断服务程序中用软件清0(可用CLR TI或其它指令)。 RI：串行口接收中断标志。 串行口接收完一帧串行数据后，置位RI。RI为1表示串行口接收器正向CPU申请中断,同样RI必须由用户在中断服务程序中清0。 其中： PX0：外部中断0优先级控制位。 PT0：定时器0中断优先级控制位。 PX1：外部中断1优先级控制位。 PT1：定时器1中断优先级控制位。 PS：串行口中断优先级控制位。 上面优先级控制位规定1为高优先级,0为低优 先级。 5.2.2 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呢? 　　 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。 5.2.3 中断响应 1. 中断响应的条件 　　 单片机响应中断的条件为中断源有请求(即控制寄存TCON、SCON中相应位置1)),且CPU开中断(即中断允许寄存器IE相应位置1)。这样,在每个机器周期内,单片机对所有中断源都进行顺序检测,并可在任1个机器周期的S6期间,找到所有有效的中断请求,还对其优先级进行排队。但是，必须满足下列条件： (1)无同级或高级中断正在服务; 　(2)现行指令执行到最后1个机器周期且已结束; 　(3)若现行指令为RETI或需访问特殊功能寄存器IE或IP的指令时,执行完该指令且紧随其后的另1条指令也已执行完。 　 单片机便在紧接着的下1个机器周期的S1期间响应中断。否则,将丢弃中断查询的结果。 2. 中断响应过程 （1）对相应的优先级有效触发器置位。 （2）执行1条由硬件产生的子程序调用指令LCALL,把断点地址压入堆栈。 （3）把与各中断源对应的中断服务程序的入口地址送入程序计数器PC。 （4）同时清除中断请求标志(串行口中断和外部电平触发中断除外）。 以上过程均由中断系统自动完成。 各中断源所对应的中断服务程序的入口地址如下： 中断源 入口地址 外部中断 0003H 定时器T0中断 000BH 外部中断 0013H 定时器T1中断 001BH 串行口中断 0023H CPU从上面相应的地址开始执行中断服务程序直到遇到1条RETI指令为止。RETI指令表示中断服务程序的结束。CPU执行该指令,一方面清除中断响应时所置位的优先级有效触发器;另一方面从堆栈栈顶弹出断点地址送入程序计数器PC,从而返回主程序。若用户在中断服务程序的开始安排了保护现场指令(一般均为相应寄存器内容入栈或更换工作寄存器区),则在RETI指令前应有恢复现场指令(相应寄存器内容出栈或换回原工作寄存器区)。