單片機(jī)的中斷系統(tǒng)課件.ppt

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1、第5章MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)5.1中斷的概念5.2中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.3中斷處理過程5.4中斷系統(tǒng)應(yīng)用舉例5.5外部中斷源的擴(kuò)展5.1中斷的概念當(dāng)CPU正在處理某項(xiàng)事務(wù)的時候，系統(tǒng)發(fā)生了緊急事件請求CPU迅速去處理，于是，CPU暫停當(dāng)前正在處理的工作而去處理這個緊急事件。待事件處理完成后，再回到原來中斷的地方，繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序，這樣的過程稱為中斷。特點(diǎn)：可以解決CPU與外設(shè)之間速度匹配的問題，使計算機(jī)可以及時處理系統(tǒng)中許多隨機(jī)的參數(shù)和信息。提高了計算機(jī)處理故障與應(yīng)變的能力。實(shí)現(xiàn)這種功能的部件稱為

2、中斷系統(tǒng)。產(chǎn)生中斷的請求源稱為中斷源。中斷可以人為設(shè)定，也可以是為響應(yīng)突發(fā)性隨機(jī)事件而設(shè)置。（1）分時操作中斷功能解決了快速CPU和慢速外設(shè)之間的矛盾，可以使CPU和多個外設(shè)協(xié)同工作。每當(dāng)外設(shè)做完一件事情后，就發(fā)出中斷申請，請求CPU中斷它正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷處理完之后，CPU繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序，外設(shè)仍繼續(xù)工作。這樣，CPU可以控制多個外設(shè)同時工作，從而大大提高了CPU的利用率。（2）實(shí)現(xiàn)實(shí)時處理在實(shí)時控制中，現(xiàn)場的參數(shù)、信息是不斷變化的。有了中斷功能，外界的這些變化量可隨時向C

3、PU發(fā)出中斷請求，CPU可以馬上響應(yīng)加以處理。（3）故障處理單片機(jī)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)一些故障時（如掉電、存儲出錯、運(yùn)算溢出等），有了中斷功能，單片機(jī)就能自行處理而不必停機(jī)。外界的中斷請求是隨機(jī)的，單片機(jī)響應(yīng)請求后要轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，與調(diào)用子程序相類似，需要注意對現(xiàn)場進(jìn)行保護(hù)。5.2中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。5.2.1中斷源（1）INT0——外部中斷0請求，由P3.2引腳輸入。（2）INT1——外部中斷1請求，由P3.3引腳輸入。（3）T0——定時器/計數(shù)器0溢出中斷請求。（

4、4）T1——定時器/計數(shù)器1溢出中斷請求。（5）串行口中斷請求，當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收時，便請求中斷。1．外部中斷源INT0和INT1。通過P3.2和P3.3兩個引腳引入。電平觸發(fā)方式和脈沖觸發(fā)方式。在電平觸發(fā)方式下，CPU在每個機(jī)器周期檢測INT0和INT1引腳的電平，如果檢測到低電平，則認(rèn)為有中斷請求信號。在脈沖觸發(fā)方式下，CPU對INT0和INT1引腳的電平連續(xù)檢測2次，如果檢測到有負(fù)跳變，則認(rèn)為有中斷請求信號。為了保證檢測的可靠性，中斷請求信號的寬度至少要保持一個機(jī)器周期。2．定時器中斷

5、源由內(nèi)部定時器/計數(shù)器溢出產(chǎn)生，屬于內(nèi)部中斷。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有兩個16位的定時器/計數(shù)器，對內(nèi)部定時脈沖或?qū)0/T1引腳上輸入的外部脈沖進(jìn)行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器發(fā)生溢出時，表明定時時間已到或計數(shù)值滿，產(chǎn)生定時器中斷請求。3．串行口中斷源由內(nèi)部串行口產(chǎn)生的，屬于內(nèi)部中斷。串行接收或發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)時就產(chǎn)生中斷請求。當(dāng)某中斷源的中斷申請被CPU響應(yīng)之后，CPU將此中斷源的入口地址裝入PC（程序計數(shù)器）中，中斷服務(wù)程序即從此地址開始執(zhí)行。此地址稱為中斷入口地址，見表5-1。5.2.2中斷系統(tǒng)的特殊功能寄存器與

6、中斷有關(guān)的4個特殊功能寄存器：定時器控制寄存器TCON串行控制寄存器SCON中斷屏蔽寄存器IE中斷優(yōu)先級管理寄存器IPTCON和SCON只有部分位用于中斷控制。5.2.2中斷系統(tǒng)的特殊功能寄存器1．定時器控制寄存器TCONTCON為定時器T0和T1的控制寄存器，其字節(jié)地址為88H，可以進(jìn)行位尋址，位地址為88H～8FH。2．串行口控制寄存器SCONSCON用于串行口的操作管理，其字節(jié)地址為98H，可以進(jìn)行位尋址，位地址為98H~9FH。在中斷系統(tǒng)中只用到它的低兩位，即串行口中斷標(biāo)志位RI、TI。與中斷有關(guān)

7、的標(biāo)識位如圖5-4所示。3．中斷屏蔽寄存器IEIE用于控制各中斷源的中斷開放或關(guān)閉。IE寄存器字節(jié)地址為0A8H，可位尋址，位地址為0A8H～0AFH。與中斷有關(guān)的功能標(biāo)識位如圖5-5所示。只有被開放的中斷源，它所對應(yīng)的中斷請求信號才能進(jìn)入CPU，否則，即使其對應(yīng)的中斷標(biāo)志位為1，CPU也不會響應(yīng)中斷。例5-1：假設(shè)允許片內(nèi)定時器/計數(shù)器中斷，禁止其它中斷，試設(shè)置IE的相應(yīng)值。解：（a）用字節(jié)操作指令MOVIE,#8AH;IE=10001010B（b）用位操作指令SETBET0;定時器/計數(shù)器0允許中斷S

8、ETBET1;定時器/計數(shù)器1允許中斷SETBEA;CPU開中斷4．中斷優(yōu)先級管理寄存器IPMCS-51單片機(jī)的中斷分為兩個優(yōu)先級，每個中斷源的優(yōu)先級都可以通過IP中的相應(yīng)位來設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)兩級中斷嵌套。IP的字節(jié)地址為0B8H，可位尋址，位地址為0B8H～0BFH。其功能位標(biāo)識如圖5-6所示。當(dāng)同時接收到同一優(yōu)先級的幾個中斷請求時，響應(yīng)哪個中斷源則取決于內(nèi)部硬件查詢順序。同優(yōu)先級中優(yōu)先權(quán)次序從高到低依次為INT1、T0、IN