周國(guó)運(yùn)單片機(jī)原理及應(yīng)用C語言版5

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1、單片機(jī)原理及應(yīng)用（C語言版）第5章MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)主編：周國(guó)運(yùn)本章制作：仝選悅中國(guó)水利水電出版社第5章MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)目錄5.1中斷概述5.2中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制5.3中斷響應(yīng)過程及處理過程5.4中斷應(yīng)用舉例本章主要討論MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)。內(nèi)容主要有：MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、中斷控制、中斷優(yōu)先級(jí)、中斷處理過程，以及中斷的應(yīng)用。通過本章的學(xué)習(xí)，應(yīng)該理解中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、中斷響應(yīng)的條件和中斷處理過程；掌握中斷控制、中斷優(yōu)先級(jí)，靈活的應(yīng)用中斷解決實(shí)際問題。第5章MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)5.1中斷概述主要內(nèi)容5.1.1微機(jī)的輸入/

2、輸出幾種控制方式5.1.2中斷的相關(guān)概念5.1.1微機(jī)的輸入/輸出幾種控制方式單片機(jī)系統(tǒng)中，CPU和外部設(shè)備之間不斷進(jìn)行信息的傳輸。通常CPU和外設(shè)之間的信息傳送方式有以下幾種：程序控制方式中斷方式直接存儲(chǔ)器存取（DMA）方式5.1.1微機(jī)的輸入/輸出方式1、程序控制方式可以分為以下兩種方式。（1）無條件傳送方式外設(shè)始終處于就緒狀態(tài)，CPU不必查詢外設(shè)的狀態(tài)，直接進(jìn)行信息傳輸，稱為無條件傳送方式。此種信息傳送方式只適用于簡(jiǎn)單的外設(shè)。如開關(guān)和數(shù)碼段顯示器等。5.1.1微機(jī)的輸入/輸出方式（2）條件傳送方式CPU通過執(zhí)行程序不斷讀取并測(cè)試外部設(shè)備狀態(tài)，如果輸入

3、設(shè)備處于準(zhǔn)備好狀態(tài)或輸出設(shè)備為空閑狀態(tài)時(shí)，則CPU執(zhí)行傳送信息操作。由于條件傳送方式需要CPU不斷地查詢外部設(shè)備的狀態(tài)，然后才進(jìn)行信息傳送，所以也稱為“查詢式傳送”。5.1.1微機(jī)的輸入/輸出方式2、中斷方式外部設(shè)備與CPU之間以中斷信號(hào)作為數(shù)據(jù)交換的控制信號(hào)。當(dāng)外部設(shè)備需要與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，由接口部件向CPU發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)，CPU響應(yīng)這一中斷請(qǐng)求后，在中斷服務(wù)程序中完成一個(gè)字節(jié)或多個(gè)字節(jié)的信息交換。中斷方式具有并行工作、實(shí)時(shí)傳輸、充分利用CPU效率等特點(diǎn)。中斷傳送仍由CPU通過程序來傳送，每次都要執(zhí)行指令進(jìn)行斷點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)和恢復(fù)。對(duì)于高速I/O

4、，就顯得速度太慢了。5.1.1微機(jī)的輸入/輸出方式3、DMA方式(直接存儲(chǔ)器存取)DMA控制方式主要用于存儲(chǔ)器和外設(shè)之間直接傳送、塊傳輸。DMA請(qǐng)求總線：當(dāng)某一外部設(shè)備需要輸入/輸出一批數(shù)據(jù)時(shí)，向DMA控制器發(fā)出請(qǐng)求，DMA控制器接收到這一請(qǐng)求后，向CPU發(fā)出總線請(qǐng)求信號(hào)。5.1.1微機(jī)的輸入/輸出方式DMA控制數(shù)據(jù)傳輸：CPU響應(yīng)DMA的請(qǐng)求，把總線使用權(quán)交給DMA控制器，DMA將外設(shè)數(shù)據(jù)讀入、并直接寫入存儲(chǔ)器，或?qū)?shù)據(jù)從存儲(chǔ)器讀出并直接送給外設(shè)。傳送過程不需要CPU參與。DMA釋放總線：當(dāng)一批數(shù)據(jù)傳送后，DMA控制器再向CPU發(fā)出“結(jié)束總線請(qǐng)求”，CP

5、U響應(yīng)請(qǐng)求，收回總線使用權(quán)。DMA方式速度高、效率高，可以與CPU并行工作。1、中斷的概念中斷是一種過程。指CPU正常執(zhí)行的程序被某種臨時(shí)發(fā)生的事件所打斷，當(dāng)前程序暫時(shí)停止執(zhí)行，CPU轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件，處理完畢再返回繼續(xù)執(zhí)行暫時(shí)停止的程序，這一過程稱為中斷。5.1.2中斷的相關(guān)概念2、中斷源引起CPU中斷的設(shè)備和事件就是中斷源。3、中斷請(qǐng)求中斷源向CPU發(fā)出的請(qǐng)求處理信號(hào)，即中斷請(qǐng)求或中斷申請(qǐng)。4、中斷響應(yīng)CPU暫時(shí)中止正在處理的事情，轉(zhuǎn)去處理突發(fā)事件的過程，稱為中斷響應(yīng)。5.1.2中斷的相關(guān)概念5、其他概念中斷系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)中斷功能的部件稱為，又稱中斷機(jī)

6、構(gòu)。中斷服務(wù)程序：CPU響應(yīng)中斷后，處理中斷事件的程序。斷點(diǎn)：CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)的PC值，即為斷點(diǎn)地址。中斷返回：CPU執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后回到斷點(diǎn)的過程。5.1.2中斷的相關(guān)概念6、中斷的功能中斷是計(jì)算機(jī)的一項(xiàng)重要技術(shù)，計(jì)算機(jī)引入中斷后，大大提高了它的工作效率和處理問題的靈活性，主要功能有以下幾個(gè)方面。使CPU與外設(shè)同步工作實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理故障及時(shí)處理5.1.2中斷的相關(guān)概念5.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及控制主要內(nèi)容5.2.1MCS-51的中斷結(jié)構(gòu)5.2.2MCS-51的中斷源5.2.3與中斷相關(guān)的寄存器5.2.1MCS-51單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)

7、中斷系統(tǒng)構(gòu)成：增強(qiáng)單片機(jī)主要由5個(gè)特殊功能寄存器、相關(guān)硬件查詢電路等組成。有6個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。特殊功能寄存器主要用于：控制中斷的開放和關(guān)閉、保存中斷信息、設(shè)置中斷的優(yōu)先級(jí)別。硬件查詢電路主要用于：判定6個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)別。MCS-51增強(qiáng)型單片機(jī)的中斷結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（編程結(jié)構(gòu)）主要由中斷源、中斷標(biāo)志寄存器、中斷控制寄存器、優(yōu)先級(jí)寄存器等構(gòu)成。中斷源中斷標(biāo)志寄存器中斷優(yōu)先級(jí)寄存器中斷控制寄存器CPU圖5-2增強(qiáng)型單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)IE0PX0EAEX0110ET0EX1ET1ESIT0=0TF0IE11TF1TIRIT0T1IN

8、T1TXRXTCONIEIP各中斷源允許優(yōu)先級(jí)INT0+PT010