第八章中断系统案例
C单片机中断系统实用PPT学习教案

例1
利用80C51单片机的外部中断实现系统的单步操作 。
解:一般单片机的开发系统都有单步运行 用户程序的功能。在调试程序时,每按一 次单步执行键,CPU就执行一条用户程序 的指令,之后进入暂停等待状态,必要时 还显示累加器中的内容和下条指令的地址 。这是利用单片机的外部中断,配上简单 硬件(如下图),再经适当编程实现的。
0:关INT1中断 1:开INT1中断 0:关T1中断 1:开T1中断
0:关串行口中断 1:开串行口中断
0:关T2中断 1:开T2中断
0:关CPU中断 1:开CPU中断
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二、80C51单片机对中断请求的控制
2、中断优先级控制
80C51单片机对中断优先级的控制也分为两级:
第一级 第二级
启T1计数: 1 复位/未溢出 :0
T1中断 标志位
T1启停位
T0中断标志位
T0溢出中断 :1
停T0计数 :0
T0 启停位
启T0计数 :1
8D 8C
8B 8A 89 88
0:INT0为电平触发
1:INT0为边沿触发 0:INT0无中断请求 1:INT0上有中断请求 0:INT1为电平触发 1:INT1为边沿触发 0:INT1无中断请求
置位、复位效果相同。
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一、中断源及相关的专用寄存器
2、定时器控制寄存器TCON
外部中断INT0、INT1
外 部中断有两种触发方式:
沿
在边沿触发方式下,有专门的中断请求标 志IE0、IE1,当CPU响应时,内部硬件自动将 IE0或IE1清“0”,控制转到相应的中断入口。
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一、中断源及相关的专用寄存器
计算机原理软硬中断实例

计算机原理软硬中断实例全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:计算机原理是计算机科学的基础,软硬中断是计算机系统中的一种重要的概念。
软中断是在软件层面触发的,一般由程序员通过系统调用来发起,用于处理一些系统服务请求;硬中断是由硬件设备发起的,用于处理硬件设备的事件或错误。
在计算机系统中,软硬中断的实现非常重要,可以保证系统的稳定性和可靠性。
下面我们来简单了解一下软硬中断的原理和实例。
一、软中断的实例:1.系统调用:系统调用是计算机系统提供给用户程序访问内核功能的一种方式。
当用户程序需要访问一些特权操作或系统资源时,可以通过系统调用来触发软中断。
比如打开文件、关闭文件、创建进程等操作都需要通过系统调用来实现。
2.时钟中断:时钟中断是操作系统中常见的一种软中断,用于定时触发系统调度和进程切换。
在一个多任务系统中,时钟中断可以保证每个进程都有机会执行,避免一个进程长时间占用CPU资源。
3.网络中断:网络中断是指当网络设备接收到数据包或发送数据包时,会触发软中断来通知操作系统。
操作系统可以根据网络中断处理数据包,实现网络通信功能。
4.系统调度中断:系统调度中断是操作系统中用于实现进程调度的软中断。
当一个进程的时间片用完或出现阻塞时,操作系统会触发系统调度中断来选择下一个要执行的进程。
1.键盘中断:键盘是计算机系统中常见的输入设备,当用户按下键盘的按键时,键盘会发送一个硬中断给CPU来通知操作系统。
操作系统可以通过键盘中断来处理用户输入。
总结:第二篇示例:计算机原理中的软硬中断是操作系统中一个非常重要的概念,它们在操作系统的运行过程中起着至关重要的作用。
软中断是由软件触发的中断,而硬中断是由硬件设备触发的中断,通过这两种中断机制,操作系统能够及时响应各种事件,保证系统的稳定运行。
下面我们以实例的形式来介绍计算机原理中的软硬中断:1. 软中断实例:假设一台计算机正在运行一个文件传输程序,用户想要中途暂停传输任务。
单片机原理及应用 单片机的中断系统(详细分析:中断)共18张PPT

1.定时控制寄存器TCON
D7 D6 D5 D4
TF1
TF0
D3 D2 D1 D0 IE1 IT1 IE0 IT0
中断请求标志
触发方式 0 低电平1
选择
下降沿
注意:电平触发时,在中断返回前应撤除中断源。
2.串行口控制寄存器SCON
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 串行中断 TI RI 请求标志
③ 若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令,则需要
执行到当前指令及下一条指令方可响应。
响应过程--单片机响应中断后,自动执行下列操作: ① 置位中断优先级有效触发器,即关闭同级和低级
中断:
② 调用入口地址,断点入栈,相当于LCALL指令; ③ 进入中断服务程序。
响应时间--从查询中断请求标志位到转向中断服务入 口地址所需的机器周期数。 (1)最快响应时间
T0 中断000,BH 允许或禁止向CPU请求中断。
响应条件----CPU要响应中断需满足下列条件:
有关的特殊功能寄存器(SFR)有: 注意:电平触发时,在中断返回前应撤除中断源。
5个中断源,具有二个中断优先级,可实现二级中断服务程序的嵌套。 将PCON寄存器的IDL位置“1”,单片机则进入待机方式。
中断返回—中断处理程序的最后一条指令 是RETI,它使CPU结束中断处理程序的执 行,返回到断点处,继续执行主程序。
中断系统初始化
开相应中断源的中断;(IE) 设定中断优先级;(IP) 若为外部中断,设定外部中断的触发方式。
中断应用举例
外设每准备好一个数据后,发出选通信号,使D触发器
输出1再经非门得0至INT0,向CPU发出中断请求,
掉电保护方式。如果单片机检测到电源电压过低, 此时除进行信息保护外,还需将PD位被置“1”, 使单片机进入掉电保护方式。
《中断系统》PPT课件 (2)

取下一条指令 N
开中断
图5-3 中断流程图
返回
1.中断请求
• 中断源发出中断请求信号,相应的中断请求 标志位〔在中断允许控制存放器TCON中〕置 “1〞。CPU将不断地及时查询这些中断请求 标志,一旦查询到某个中断请求标志置位, CPU就会响应该中断源中断。
(2) 正在执行的指令尚未执行完。
(3) 正在执行中断返回指令 RETI或者对专用存放器IE、IP 进展读/写的指令。CPU在执行完上述指令之后,要再 执行一条指令,才能响应中断请求。
中断优先级的判定 中断源的优先级别分为高级和低级,通过由软件设置
中断优先级存放器IP相关位来设定每个中断源的 级别。
优先权排列,相互之间间隔8B。一般来说,8B 空间安排不下一个中断效劳程序,但可安排一 条转移指令,跳转到其他适宜的区域编写真正 的中断效劳程序。
3.中断处理
• 中断处理就是执行中断效劳程序,从中断入口地址 开场执行,直到返回指令(RETI)为止。此过程一般 包括三局部内容,一是保护现场,二是处理中断源 的请求,三是恢复现场。
• 〔2〕开中断和关中断
• 在中断处理进展的过程中,可能又有新的中断 请求到来,如果制止被中断,可以先关闭中断系 统,待任务执行完后再翻开中断系统。当然,如 系统本身需要中断嵌套,那么不能将中断系统关 闭,所有中断的发生按照系统“优先级〞的设置 自动“决策〞行事。
• 〔3〕中断效劳程序主体
• 中断效劳程序主体是进展中断处理的具体内容, 以子程序的形式存在,任何中断发生并被响应后, 程序将自动进入相关的入口地址,执行中断效劳 程序。
2. 中断响应
CPU的中断响应条件
CPU响应中断必须首先满足以下三个根本条件。
《的中断系统》课件

实现人机交互
中断系统可以实现用户与计算机 之间的交互,如键盘输入、鼠标 操作等。
01
02
实时处理
中断系统可以实现实时控制,如 数据采集、报警处理等。
03
04
故障检测与处理
中断系统可以用于检测硬件故障 或软件错误,并进行相应的处理 。
02
中断系统的组成
中断控制器
它负责接收来自各种外部设备的 中断信号,并将这些信号传递给 处理器。
04
软件设计复杂度高
中断系统的软件设计需要考虑 中断请求的优先级、中断嵌套 、中断处理程序的设计等多个 方面,增加了软件设计的复杂 度。
06
中断系统的未来发展
中断系统的技术发展趋势
集成化和模块化设计
实时性更强
随着技术的进步,中断系统的 实时性将得到进一步提升,能 够更快速地响应外部事件,满 足实时控制和数据处理的需求 。
中断的实质
是一种使处理机从一个执行状态转变为另一种执行状态的控制流程。
03
中断的特性
自动性、随机性、异步性、及时性。
中断的分类
根据中断源的数量: 单一中断和多中断。
根据中断发生的时间 :定时中断、外中断 和异常中断。
根据中断是否可屏蔽 :可屏蔽中断和非可 屏蔽中断。
中断的作用
多任务并发
中断系统可以支持多个任务同时 执行,提高处理机的利用率。
处理该中断信号。
03
中断处理过程
中断请求与接收
中断请求
当某个硬件设备完成一项工作或 发生某种事件时,向CPU发送中 断请求。
中断接收
CPU通过特定的硬件机制接收并 响应中断请求,暂时停止当前正 在执行的程序,转而执行中断处 理程序。
第十一讲单片机的中断系统PPT教学课件

处于同一级的中断请求的中断优先权顺序由高到低 的顺序为:
外部中断0--定时器中断0--外部中断1--定时器中断1--串行 口中断
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中断优先级的使用
在开放中断的条件下,用下述四个原则使用中断优 先级结构:
1)非中断服务子程序可以被任何一个中断申请 所中断。
2)同时发生多个中断申请时,则优先级最高且 优先权最高的予以响应。
在相应的中断服务程序入口地址处使用LJMP指令跳转到中 断服务程序处。
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4.中断返回
CPU从前面相应的中断入口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。
在中断服务程序执行后有两项工作要作:
中断申请的清除
定时器溢出中断源的中断请求是自动撤除的。
3)低优先级可以被高优先级的中断所中断。即 同级不能形成中断嵌套,高优先级不能被低优先 级嵌套。
4)在同一个优先级里,优先权的顺序是由硬件 决定而不能改变的。
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中断优先的设置原则
在实时系统中,中断优先级的建立是很重要的。比如在 一个系统中,有如下任务:
1)串口读出字符(典型1ms内) 2)识别人的按键(典型100ms内) 3)一个实时时钟(一个最小计数单位)
MCS-51单片机规定了五个中断服务程序入口。
编号
中断源
入口地址
0 外部中断0(INT0)
0003H
1 定时器/计数器0(T0)
000BH
2 外部中断1(INT1 )
0013H
3 定时器/计数器1(T1)
001BH
4 串行口(ES )
中断系统及应用 PPT

CPU响应中断,就是CPU要去执行相应的中断服务程序,其响应过程是CPU将现执行程序的指令 地址压入堆栈,跳转到中断服务程序入口地址,中断服务程序的入口地址就是中断向量,这个中 断向量用2个16位寄存器存放。入口地址是22位的,地址的低16位保存在该向量的低16位;地址 的高16位则保存在它的高6位,更高的10位保留。
CPU级使能可屏蔽中断采纳CPU中断使能寄存器(IER)依然中断调试使能寄存器(DBGIER)与中 断处理方式有关。标准处理模式下,不使用中断调试使能寄存器(DBGIER)。只有当F28335使用 实时调试(Real-time Debug)且CPU被停止(Halt)时,才使用中断调试使能寄存器(DBGIER),此时 INTM不起作用。假如F28335使用实时调试而CPU仍然工作运行,则采纳标准的中断处理。
中断向量表
INT1、1 INT1、2 INT1、3 INT1、4 INT1、5 INT1、6 INT1、7 INT1、8
PIE 组2 向量-复用CPU的INT2中断
32 0x0000 0D40
2
SEQ1INT(ADC)
5
33 0x0000 0D42
2
SEQ2INT(ADC)
单片机的中断系统设计与应用案例分析

单片机的中断系统设计与应用案例分析一、引言单片机作为嵌入式系统的核心元件,被广泛应用于各个领域。
其中,中断系统是单片机的重要组成部分,它可以在处理器执行特定任务时,暂时中断当前正在运行的程序,去处理其他紧急、高优先级的任务。
中断系统的设计和应用对于提高单片机的性能和实现复杂的功能非常重要。
本文将对单片机的中断系统设计进行深入分析,并结合实际应用案例来说明其重要性和应用。
二、单片机中断系统的基本原理1. 中断系统的基本概念中断是一种机制,它允许外部设备或事件请求暂停正在进行的程序,去处理特定任务。
当外部设备需要与单片机进行通信或执行某个任务时,会向单片机发送中断信号,触发中断系统,使得处理器停止当前任务的执行,并根据优先级和中断类型,切换到相应的中断服务程序。
2. 中断系统的组成单片机的中断系统主要由中断源、中断控制器和中断服务程序组成。
- 中断源:包括外部中断和内部中断。
外部中断通常由外部设备触发,比如按键、传感器等;而内部中断多由单片机的内部模块产生,如定时器、串口等。
- 中断控制器:负责中断请求的优先级判断和中断服务程序的启动与切换。
常见的中断控制器有优先级编码器、中断屏蔽器等。
- 中断服务程序:是处理中断任务的过程,包括保存现场、处理中断请求、执行相应的中断处理程序、恢复现场等。
3. 中断系统的工作过程中断系统的工作过程通常分为以下几个步骤:- 等待中断:处理器检查中断请求线的状态,如果没有中断请求则继续执行当前程序;否则进入下一步。
- 中断响应:确定中断请求的优先级,选择中断控制器,将中断请求传递给中断控制器。
- 中断服务程序启动:中断控制器接收中断请求后,确定中断类型,并启动相应的中断服务程序。
- 中断服务程序执行:中断服务程序执行中断处理程序,处理中断请求,并根据需要执行相应的操作。
- 恢复现场:中断处理完成后,恢复中断现场,返回到原来的程序继续执行。
三、单片机中断系统的设计原则1. 中断响应优先级判断:通过合理设置中断优先级,确保在不同任务之间进行合理的切换,最大程度地充分利用处理器的计算资源。
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8.2.2 内部中断
1.内部中断(软件中断)
CPU内部请求信号引起的中断均为内部中断,内部中断根据 引起中断的原因不同可分为以下几种: (1)除法错中断(类型号为00H) 当CPU执行除法指令(DIV/IDIV)时,若除数为0或所得的商 超过了寄存器所能表示的最大值,则立即产生一个除法错中断。 CPU响应中断后转去执行除法错中断处理程序。
通过命令在程序中任意指定断点地址,当CPU执行到断点时便
产生中断,同时显示当前各寄存器的内容和标志位的值以及下 一条要执行的指令,供用户检查在断点以前的程序运行是否正
行处理,特别是对紧急事件的处理。
(3)故障处理
计算机运行过程中,如果出现某些故障,如电源掉电、
运算溢出等,计算机可以利用中断系统自行处理。
8.1.1 中断的基本概念
2.中断源
所谓中断源,就是引起中断的原因或者发出中断请求的设
备。中断源一般分为两类:内部中断源和外部中断源。
内部中断源即中断源在微处理器内部。如计算溢出、中断
8.1.1 中断的基本概念
(3) 能实现中断的嵌套
中断的嵌套是指高级别的中断能中断较低级别的中断处理,
它类似于子程序嵌套。
8.1.1 中断的基本概念
中断最初的目的是为了解决高速CPU与低速外设之间的速 度矛盾。实际上,中断的功能远远超出预期的设计,被广泛地 应用于多方面,大大提高了CPU的工作效率。中断的优点有下
指令的执行、程序调试中指令的单步运行等都是内部中断源。
外部中断源即引起中断的原因是处理机的外部设备。如外
设的I/O请求、定时时间到、设备故障、电源掉电等都是外部中
断源。
8.1.1 中断的基本概念
(1)外部设备请求中断 (2)故障强迫中断 (3)实时时钟请求中断。 (4)数据通道中断。 (5)程序中断。
面三点。
( 1) 分时操作 中断技术实现了CPU和外部的并行工作,从而消除CPU的等 待时间,提高了CPU的利用率。另外,CPU可同时管理多个外部
设备的工作,提高了输入/输出数据的吞吐量。
8.1.1 中断的基本概念
(2) 实时处理 在实时控制系统中,现场定时或随机地产生各种参数、信 息,要求CPU立即响应。利用中断机制,计算机就能实时地进
8.1.2 中断处理过程
(3) 中断响应 CPU接收到中断申请后,从中止现行程序到转向中断服务 程序入口的过程,称为中断响应。必须满足两个条件: •1.中断是开发的。 •2.CPU在现行指令结束后响应中断。 中断响应过程中,CPU自动执行以下操作: 关中断。 保护断点和标志。 转入中断服务程序。
Байду номын сангаас
8.1
中断概述
8.1.1 中断的基本概念
1.中断
所谓“中断”是指 CPU 执行程序过程中,由于某种事件发 生,迫使 CPU 暂时中止正在执行的程序,转去执行该事件的处 理程序,待处理完毕后,又返回到原程序的断点处,继续往下 执行的过程。 2.中断源
引起中断的原因或发出中断请求的来源称为中断源。
8.1.1 中断的基本概念
8.1.2 中断处理过程
3. 中断控制的功能
(1) 中断请求 中断请求就是中断源向CPU发出的请求中断的要求。这个 中断请求信号通常加到CPU的中断请求输入端。 (2) 能实现中断判优功能 中断判优,即根据中断源的优先级进行排队。当系统中出 现多个中断源同时提出中断请求的情况时,中断控制电路能根 据各中断源的优先级进行响应,优先级最高的中断请求先响应。
8.2.1 外部中断
2.可屏蔽中断INTR 可屏蔽中断请求信号从 INTR 引脚送往 CPU ,高电平有效, 受 IF 标志位屏蔽, IF = 0 时,对于所有从 INTR 引脚进入的中断 请求,CPU均不予响应;另外,也可以在CPU外部的中断控制器 (8259A)中以及各个I/O接口电路中对某一级中断或某个中断源 单独进行屏蔽。
主程序 中断服务程序 有中断请求 中断处理 断点 继续执行 返回断点
中断过程
8.1.1 中断的基本概念
中断系统的功能: 1)实现中断及返回 包括发现中断请求,相应中断请求,中断处理与 中断返回。 2)实现优先权排队 通常,在系统中有多个中断源,会出现两个或多 个中断源同时提出中断请求的情况。 3)高级中断源能中断低级的中断处理 当CPU响应某一个中断源的请求,在中断处理时, 若有优先级别更高的中断源发出中断申请。
8.1.2 中断处理过程
(4) 中断处理
中断处理就是执行中断服务程序。 通常,在中断服务程序中都可根据需要完成以下工作: 保护现场 开中断 中断服务 关中断 恢复现场
8.2
8086中断系统
8086 CPU可以处理256种不同类型的中断,每一种中断都
给定一个编号 (0 255) ,称为中断类型号, CPU 根据中断类型号
来识别不同的中断源。中断源可分为两大类:一类来自 CPU的外
部,由外设的请求引起,称为硬件中断 ( 又称外部中断 ) ;另一
类来自 CPU 的内部,由执行指令时引起,称为软件中断 ( 又称内 部中断)。
8.2.1 外部中断
1. 非屏蔽中断NMI(中断类型号为2) 整个系统只有一个非屏蔽中断,它不受IF标志位的屏蔽。 出现在NMI上的请求信号是上升沿触发的,一旦出现,CPU将 予以响应。非屏蔽中断一般用于紧急故障处理。
第8章
中断系统
当CPU与外设用查询方式传送数据时,CPU将大量 时间花在等待上,降低了工作效率。因此在计算机技 术中引入了中断的概念。中断是现代计算机必须具备 的重要功能,也是计算机发展史上的一个重要里程碑, 它的出现给计算机结构与应用带来了新的突破。 本章介绍微机中断系统的功能、中断过程、中断 管理,8086的中断系统,可编程中断控制器8259A的 工作原理及应用
8.2.2 内部中断
(2)单步执行中断(类型号为01H)
当TF=1时,每执行一条指令,CPU会自动产生一个单步中
断。单步中断处理子程序显示各个寄存器及使用的存储单元内 容,以便分析单条指令执行的结果。单步中断又称为陷阱中断,
主要用于程序调试。
(3)断点中断(类型号为03H) 提供给用户一个调试手段,通常在DEBUG调试程序时,可