中断系统

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4_中断系统

4_中断系统

3.1 TCON定时控制寄存器
TFl和TF0: 定时器1和定时器0的溢出标志。 当定时器计满产生溢出时,由硬件自动置 “1”,并可申请中断。进入中断服务程序后, 由硬件自动清0。 也可作为程序查询的标志位,在查询方式 下应由软件来清0。
3.1 TCON定时控制寄存器
TR1和TR0: 为定时器1和定时器0的启停控制位。 将TRx清0后,可停止定时器的工作。 将该位置“1”后,可启动定时器工作。
3.3 IE中断允许寄存器
D7 EA D6 D5 ET2 D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0
EA:CPU中断总允许位。 ES :串行口中断允许位。 ET1:定时器1中断允许位。 EX1:外部中断1的中断允许位。 ET0:定时器0的中断允许位 EX0:外部中断0的中断允许位。 ET2:定时器2中断允许位
TCON定时控制寄存器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱSCON串行口控制寄存器 IE中断允许寄存器
IP中断优先级寄存器
3.1 TCON定时控制寄存器
作用: 控制定时器/计数器的启、停 外部中断源的触发方式 定时器的溢出中断标志 外部中断源的中断请求标志。 其地址为88H。
3.1 TCON定时控制寄存器
中断源的入口地址分别为: 外部中断0中断: 0003H 最高级 T0定时器0中断: 000BH 外部中断1中断: 0013H T1定时器l中断: 001BH 串行口输入/输出中断: 0023H 最低级 定时器2中断: 002BH 最低级(52系列单片 机中)
3 MCS-51单片机中断系统使用
MCS-51单片机中断控制部分由4个专用 寄存器组成:
中断系统
1 中断系统概述 2 MCS-51单片机的中断系统 3 MCS-51单片机中断系统使用 4 C51中中断系统的应用

中断系统名词解释

中断系统名词解释

中断系统是计算机的重要指标之一。

可以解决快速CPU与慢速外设之间的矛盾,使之能并行工作。

可以及时处理随机参数及故障,提高可靠性。

1. 中断流程中断请求-中断响应-保护断点-中断服务-中断返回。

2. 中断概念(1)中断系统:实现中断功能的硬件系统和软件系统(2)中断源:产生中断的请求源(3)中断请求:中断源向CPU提出的处理请求。

(4)中断响应:CPU暂时中止自身的事情,转去处理事件的过程(5)中断服务:对事件的整个处理过程。

也称为中断处理(6)中断返回:中断处理完毕,在返回到原来被中止的地方3. 中断系统的一般功能中断系统一般应具有如下功能:•实现中断及返回当某中断源发出中断申请时,若允许响应,CPU必须在现行的指令执行完后,把断点处的PC值压入堆栈保存,称为保护断点。

(硬件自动完成)保护现场——响应中断后,将有关的寄存器内容和状态标志位压入堆栈保存。

恢复现场——执行中断服务程序后,恢复原保留的寄存器的内容和标志位的状态,并执行返回指令“RETI”(用户编程实现)•实现优先权排队当同时有多个中断请求信号,先响应优先级别高的中断请求。

•实现中断嵌套中断申请的中断源的优先权级别与正在处理的中断源同级或更低时,CPU暂时不响应这个中断申请,直至正在处理的中断服务程序执行完以后才去处理新的中断申请。

•实现中断的撤除在响应中断后,返回主程序之前,中断请求应该撤除,否则,将影响对其它中断申请的响应。

MCS-51中断系统只能对一部分中断申请,在响应后自动撤除,使用中应注意。

4. 调用中断服务程序与调用子程序的区别相同点:均能中断主程序执行本程序,然后再返回断点地址继续执行主程序。

不同点:•事先安排和随机发生•软件调用和硬件自动完成•中断服务程序入口地址是固定的,子程序调用入口地址是用户自己设定的。

•中断服务子程序返回指令除具有子程序返回指令所具有的全部功能之外,还有清除中断响应时被置位的中断请求标志位的功能。

单片机教程 第6章-中断系统

单片机教程 第6章-中断系统

TCON位功能:
TF0/TF1:定时器溢出中断申请标志位: =0:定时器未溢出; =1:定时器溢出申请中断,进中断后自动清零。
③ IE1 —— 外中断中断请求标志 当P3.3引脚信号有效时,IE1=1 ④ IE0 —— 外中断中断请求标志 当P3.2引脚信号有效时,IE0=1
IE0/IE1:外部中断申请标志位: =0:没有外部中断申请; =1:有外部中断申请。
=1:在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变有效.
6.2
51单片机的中断系统
3、串行口中断设定
串行控制寄存器SCON控制字,字节地址:98H
SCON 位名称 位地址 功能 D7 D6 — — — — — — D5 — — — D4 — — — D3 — — — D2 — — — D1 TI 99H 串行发送 中断标志 D0 RI 98H 串行接收 中断标志
6.1
中断的概念
6.1.3 中断的分类 可分为三类: * 可屏蔽中断:由CPU的可屏蔽中断引脚INT引起的 中断。 * 非屏蔽中断:由CPU的非屏蔽中断引脚NMI引起的 中断(8086CPU)。 * 软件中断:由中断指令引起的中断(8086CPU)。 • 51单片机的中断可以分为:
①外部中断,由外部可屏蔽中断和外部计数器中断组成; ②内部中断,由内部定时器、串口传输中断等组成。
输入引脚。允许用户设定外部中断源以低电平或 者是负跳变方式触发。
6.2
51单片机的中断系统
②定时器溢出中断源:内部中断,51内部有两
个16位定时/计数器,它们由内部定时脉冲(主脉 冲12分频)或外部引脚T0、T1输入的外部计数脉 冲计数。当计数值溢出时,产生中断请求。这两 个16位定时/计数器的初值可由用户设定。

第5章 中断系统

第5章 中断系统
5.1 中断的概念 5.2 8051的中断源和中断控制寄存器 5.3 中断处理的过程 5.4 中断响应等待时间 5.5 C51中断服务函数 5.6 中断系统的应用 5.7 实践训练—键控彩灯 5.8 习题
计算机与外设交换信息时,慢速工作的外设与快速工作的CPU之间形成一个很大的矛盾。 例如:计算机与打印机相连接,CPU处理和传送字符的速度是微秒级的,而打印机打印字符 的速度远比CPU慢。CPU不得不花大量时间等待和查询打印机打印字符。中断就是为解决这 类问题而提出的。
02
02
Hale Waihona Puke 023.中断允许控制寄存器IE CPU对中断系统的所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许控制寄存器IE控制 的。IE的状态可通过程序由软件设定。某位设定为1,相应的中断源中断允许;某位设定为0, 相应的中断源中断屏蔽。CPU复位时,IE各位清0,禁止所有中断。IE的结构、位名称和位地址 见表5-3。
03
4.中断返回 中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI。RETI指令能使CPU结束中断服务程序的执 行,返回到曾经被中断过的程序处,继续执行主程序。RETI指令的具体功能如下。 (1)恢复断点地址 将中断响应时压入堆栈保存的断点地址从栈顶弹出送回PC,CPU从原来中断的地方继续执行程序。 注意,不能用RET指令代替RETI指令,因为用RET指令虽然也能控制PC返回到原来中断的地方,但 RET指令没有清0中断优先级状态触发器的功能,中断控制系统会认为中断仍在进行,其后果是与此同级 的中断请求将不被响应。 若用户在中断服务程序中进行了入栈操作,则在RETI指令执行前应进行相应的出栈操作,使栈顶指 针SP与保护断点后的值相同,即在中断服务程序中PUSH指令与POP指令必须成对使用,否则不能正确 返回断点。 (2)开放同级和低级中断 上述中断响应过程大部分操作是CPU自动完成的,用户只需要了解来龙去脉。而用户需要做的事情是 编制中断服务程序,并在此之前完成中断初始化,即设置堆栈,定义外中断触发方式,定义中断优先级, 开放中断等。

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第5 章
中断系统
高优先级
P 3.2 INT 0 IT0 TCON.0 T0溢出
IE0 TCON.1 EX0 IE.0 TF0 TCON.5 ET0 IE.1 PT0 IP.1 PX0 IP.0
低优先级
P 3.3 INT1 IT1 TCON.2 T1溢出
IE1 TCON.3 EX1 IE.2 TF1 TCON.7 TX RX RI SCON.0 TI SCON.1
≥1
PX1 IP.2
查 询 次 序
ET1 IE.3
PT1 IP.3
ES IE.4
EA IE.7
PS IP.4
图5-1 AT89C51中断系统结构图
第5 章
中断系统
5.2.2 中断标志与中断控制 1.中断标志 1) 定时器控制寄存器TCON 图5-2给出了定时器控制寄存器TCON各位的定义。
TCON
第5 章
中断系统
5.2 AT89C51中断系统
5.2.1 中断源及中断系统构成
AT89C51 具有五个中断源,分为内部中断源和外部中断
源。外部中断源有两个,通常指由外部设备发出中断请求 信号,从P3.2和P3.3 引脚输入单片机,用电平或边沿触发两 种方式申请中断。内部中断源有三个,两个定时器/计数器 (T0 , T1) 中断源和一个串行口中断源, T0 和 T1 的中断申请 是在它们计数从全“1”变为全“0”溢出时自动向中断系统提 出的,串行口中断源的中断申请是在串行口每发送或接收 完一个8位二进制数后自动向中断系统提出的。AT89C51的 中断系统结构如图5-1所示。
位地址
9FH
9EH
9DH
9CH
9BH
9AH
99H

中断系统中断概念一中断的概念中断是指在计算机执行

中断系统中断概念一中断的概念中断是指在计算机执行

中断源
入口地址
INT0
0003H
T0
000BH
INT1
0013H
T1
001BH
串行口
0023H
(5)中断返回
S(E串ETM串串5(1.FEXSO)1行行行用10T:)V串:B口 口 口字EI行定自PEX节,T口#1时然00操:外中8/优计作HR断部先数指X允中级D器令00许断00:(T22控0133),中外HH制T断部位X标D中志(断位1)中断允许控制位
5.5 中断优先级控制 1、中断优先级寄存器
IP
BCH BCH BBH BAH B9H B8H
B8H X X X PS PT1 PX1 PT0 PX0
高优先级
MCS-51系列单片机有两级中断级
低优先级
PX0,PT0,PX1,PT1,PS分别为INT0,T0,INT1,T1 串行口中断优先级控制位,当相应位为0时为低优先级,相应 为1时为高优先级。
例5 .2 要将T1定时器定义为最高优先级,其他中断定义为低 优先级,如何设置IP?
(1M M)用OO字VV 节AIE操8,H作,##指88E令EHH E串串 例串P中IT串(TCTRRTUP0行行:行断行1000US:)::口 口口 源 口HE响外置TI定定应N1部相PT时时,中ES_中应//TWT断计计断2R的0:后数数:X定0优D触,器器00入0时先000(发于TT口222计级00333)方中地运 运数HHH触式断T址行行器发X选返控控TD器0择回制制(,状T前位位1)态,,T为2应中1该断撤控销制中位断请求。 (2S)E用T位B E操A作 P中生S…ITUE1断的…TS:B是 事 .H外E指件部TP在,1S中W计待断算处0机理触执完发行毕方程后式序,选的再择过返程回当来中执,行当原外来部被设中备断发的生程某序一。事件时,请求CPU处时,CPU暂时中断当前程序的执行,转去处理所发 SSSEEETTTBBB EEETTX010 EI(P先为ST中S1中生N0EXES假4级了断断的T0TT:)1串设,BB。 使 处 是 事转行允PEE这理指件T入TA口许些过在,00相中,打单程计待应断P开0元可算处X0的允0I的分机理01N0中B许,1T值为执完H31断控PH在三行毕及T服制1中个程后定,务位断阶序,时P程程段的再器S序分序:过返T入0别中中程回,T口为不断当来1,I禁被响中执NT止冲应,行0其,掉,当原他T,中外来0中在断部被,断进处设中IN,入理备断T试1中,发的设,断中生程置T1服断某序IE串务返一。. 行程回事口序。件中前时断,,优要请先将求级有C控P关U制寄处位存时,器,当保C相P护U应起暂位来时为。中0断时当为前低程优序先的级执,行相,应转为去1时处为理高所优发

第7章 中断系统

第7章 中断系统

可 屏 蔽 中 断 请 求
软件中断
硬件中断
小结: 中断分类及中ຫໍສະໝຸດ 类型码8086/8088系统最多可处理256级不同类型的中断。
可屏蔽中断(INTR) 外部中断(硬件中断) 非屏蔽中断(NMI,中断类型码2) 中断分类 单步中断(中断类型码1) 内部中断(软件中断) 断点中断(中断类型码3) 溢出中断(中断类型码4) Int n 中断
器退出暂停状态,响应中断,进入中断处理程序。
若现行指令为WAIT指令,且 TEST 引脚加入低电平信号, 则中断请求信号INTR产生后,便使处理器脱离等待状态,响 应中断,进入中断处理程序。
HLT: 暂停指令
(4) 8259A连续两次接收(2个总线周期) INTA = 0的中断 响应信号后,便通过总线将中断矢量号送CPU。 (5) 保护断点。将标志寄存器内容、当前CS内容及当前IP 内容压入堆栈: (SP)←(SP)-2
((SP)+1:(SP))←(PSW)
(SP)←(SP)-2 ((SP+l:(SP))←(CS) (SP)←(SP)-2 ((SP)+1:(SP))←(IP)
(6) 清除IF及TF(IF←0,TF←0),以便禁止其它可屏蔽中 断或单步中断发生。 (7) 求中断程序的入口地址 :根据8259A向CPU送的中断 矢量号n求得矢量地址,再查中断矢量表,得相应中断处理程 序首地址(段内偏移地址和段地址),并将 位首地址置入CS及
7.1 概述
中断和异常是处理器处理突发事件时所采取的两种不同 的处理方法,具体来说,中断指的是处理器暂停当前的程序, 转而去处理中断事件;而异常虽然也会对异常事件作出反应, 但不一定会暂停当前的程序。 在8086/8088处理器时代,中断主要包括外部中断 和 内 部中断两种。 在386/486等32位处理器时代,内部中断的数量和功能被 扩充,习惯上,称内部中断为异常,而中断则主要指外部中 断。

第8章 中断系统

第8章 中断系统

中断执行示意图如下:
第18页
2012年6月11日星期一
第8章
结束当前指令?
内部中断?
中断系统

关中断 标志寄存器入栈 TEMP=TF(暂存) 清除IF、TF标志 断点(CS,IP)入栈 取中断向量 进入中断服务程序 开中断 执行中断服务程序 Y
N
有NMI?

无 N

有INTR?

IF=1?
Y Y
TF= N 1? 取中断类型码
第8页 2012年6月11日星期一
第8章
8.2.2 中断处理
中断系统
1.中断的处理过程 ⑴关中断。目的:在现场保护过程中,CPU不应该 响应更高级的中断源申请。 ⑵保存断点和现场。即将现行状态字和断点地址相 继压入堆栈。目的:在中断处理完后返回主程序时, 恢复原程序运行状态。 ⑶开中断。目的:允许更高级中断请求能够及时得 到响应,实现中断嵌套。 ⑷转入中断服务程序。目的:完成的最终目的。 ⑸ 退出中断。返回到主程序的执行。
第20页 2012年6月11日星期一
第8章
8.3.4 软件中断
中断系统
软件中断有如下特点: 1.INT n 指令,中断类型码是 n。 2.不执行中断响应总线周期,不读取中断类型码。 3.软件中断不受IF的影响。 4.可进行中断嵌套,即可以响应非屏蔽中断;当被软 件中断调用的中断处理子程序使IF=1时,那么也可响 应屏蔽中断的高优先级请求。 5.软件中断没有随机性,这是因为软件中断是由程序 中的中断指令引起的,何时执行,是事先知道的,所 以软件中断失去了随机性。
第21页 2012年6月11日星期一
第8章
8.4 中断控制器8259A
一、引言
中断系统
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图5-6
可归纳为下面两条基本规则: (1)低优先级可被高优先级中断,反之则不能。 (2)同级中断不会被它的同级中断源所中断。
若CPU正在执行高优先级中断,则不能被任何中断源所中断。 中断优先级寄存器IP,其字节地址为B8H,格式如图5-7。
IP各个位的含义: (1)PS——串行口中断优先级控制位
0:CPU屏蔽所有的中断请求(CPU关中断); 1:CPU开放所有中断(CPU开中断)。
(2)ES:串行口中断允许位 0:禁止串行口中断; 1:允许串行口中断。
(3)ET1:定时器/计数器T1的溢出中断允许位 0:禁止T1溢出中断; 1:允许T1溢出中断。
(4)EX1:外部中断1中断允许位 0:禁止外部中断1中断; 1:允许外部中断1中断。
SCON为串行口控制寄存器,字节地址为98H。串行口的发送中断和接收中断 的中断请求标志TI和RI,格式如图5-4。
各标志位的功能: (1)TI—发送中断请求标志位。串口每发送完一帧串行数据后,硬件自 动 置“1”TI。必须在中断服务程序中用软件对TI标志清“0”。
(2)RI—接收中断请求标志位。串口接收完一个数据帧,硬件自动置“1” RI标志。必须在中断服务程序中用软件对RI标志清“0”。
;禁止外部中断0中断
SETB ET0
;允许定时器/计数器T0中断
SETB ET1
;允许定时器/计数器T1中断
SETB EA
;CPU开中断
(2)用字节操作指令来编写:
MOV IE,#8AH
或者用: MOV 0A8H,#8AH ;A8H为IE寄存器字节地址
5.4.2 中断优先级寄存器IP 两个中断优先级,可实现两级中断嵌套。如图5-6。
图5-2 89C51的中断系统结构示意图

5.3 中断请求源 五个中断请求源 : (1)INT0*—外部中断请求0,由引脚INT0*输入,中断请求标
志为IE0。 (2)INT1*—外部中断请求1,由引脚INT1*输入,中断请求标
志为IE1。 (3)定时器/计数器T0溢出中断请求,中断请求标志为TF0。 (4)定时器/计数器T1溢出中断请求,中断请求标志为TF1。 (5)串行口中断请求,中断请求标志为TI或RI。 特殊功能寄存器TCON和SCON的相应位锁存各中断请求标志。
(5)ET0:定时器/计数器T0的溢出中断允许位 0:禁止T0溢出中断; 1:允许T0溢出中断。
(6)EX0:外部中断0中断允许位。 0:禁止外部中断0中断; 1:允许外部中断0中断。
89C51复位后,IE清0,所有中断请求被禁止。 若使某一个中断源被允许中断,除了IE相应的位的被置“1” ,还必须
TCON为定时器/计数器的控制寄存器,字节地址为88H。 TCON包含: (1)T0和T1的溢出中断请求标志位TF1和TF0 (2)外部中断请求标志位IE1与IE0。格式如图5-3所示:
各标志位的功能: (1)IT0—选择外中断请求0为跳沿触发方式还是电平触发方
式: IT0=0,为电平触发方式。IT0=1,为跳沿触发方式。 可由软件置“1”或清“0”。
1:高优先级中断; 0:低优先级中断。
(2)PT1——定时器T1中断优先级控制位 1:高优先级中断; 0:低优先级中断。
(3)PX1——外部中断1中断优先级控制位 1:高优先级中断; 0:低优先级中断。
(4)PT0——定时器T0中断优先级控制位 1:高优先级中断; 0:低优先级中断。
(5)PX0——外部中断0中断优先级控制位 1:高优先级中断; 0:低优先级中断。
使EA位=1。 改变IE的内容,可由位操作指令来实现,即:
SETB bit; CLR bit。
例5-1 若允许片内2个定时器/计数器中断,禁止其它中断源
的中断请求。编写设置IE的相应程序段
(1)用位操作指令来编写如下程序段:
CLR ES
;禁止串行口中断
CLR EX1
;禁止外部中断1中断
CLR EX0
图5-1 中断响应过程
能够实现中断处理功能的部件称为中断系统; 产生中断的请求源称为中断请求源。 中断源向CPU提出的处理请求,称为中断请求(或中断申请)。
进入中断→保护现场→中断处理恢复现场 →中断返回
中断方式优点:大大地提高了CPU的工作效率。
5.2 89C51中断系统的结构 有5个中断请求源,两个中断优先级,可两级嵌套。 中断系统结构示意图如图5-2所示。
5.1 中断的概念
CPU正在执行程序时,单片机外部或内部发生的某一事件, 请求CPU迅速去处理。
CPU暂时中止当前的工作,转到中断服务处理程序处理所 发生的事件。
处理完该事件后,再回到原来被中止的地方,继续原来的 工作,这称为中断。
CPU处理事件的过程,称为CPU的中断响应过程。
如图5-1所示,对事件的整个处理过程,称为中断处理(或中断服务)。
T0计数后,溢出时,由硬件置“1”TF0,向CPU申请中断,CPU响应TF0 中断时,硬件自动清“0”TF0,TF0也可由软件清0。 (6)TF1—T1的溢出中断请求标志位,功能和TF0类似。
TR1、TR0 2个位与中断无关。 当89C51复位后,TCON被清0,则CPU关中断,所有中断请求被禁止。
5.4 中断控制 5.4.1 中断允许寄存器IE
CPU对中断源的开放或屏蔽,由片内的中断允许寄存器IE控制。 字节地址A8H,可位寻址。格式如图5-5。
IE对中断的开放和关闭为两级控制 总的开关中断控制位EA(IE.7位):
EA=0,所有中断请求被屏蔽。 EA=1,CPU开放中断,但五个中断源的中断请求是否允许, 还要由IE中的5个中断请求允许控制位决定。 IE中各位的功能如下: (1)EA:中断允许总控制位
(2)IE0—外部中断请求0的中断请求标志位。 IE0=0,无中断请求。IE0=1,外部中断0有中断请求。 当CPU响应该中断,转向中断服务程序时,由硬件清“0”IE0。
(3)IT1—外部中断请求1为跳沿触发方式还是电平触发方式,意义与IT0 类似。
(4)IE1—外部中断请求1的中断请求标志位,意义与IE0类似。 (5)TF0—T0溢出中断请求标志位。
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