2019年-【单片机知识】第4章 MCS-51单片机的中断系统-精品文档-PPT精选文档
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MCS-51单片机的中断系统
MCS-51单⽚机的中断系统单⽚机中断技术概述在任何⼀款事件驱动型的CPU⾥⾯都应该会有中断系统，因为中断就是为响应某种事件⽽存在的。
中断的灵活应⽤不仅能够实现想要的功能，⽽且合理的中断安排可以提⾼事件执⾏的效率，因此中断在单⽚机应⽤中的地位是⾮常重要的。
单⽚机中断（Interrupt）是硬件驱动事件，它使得CPU暂停当前的主程序，转⽽去执⾏⼀个中断服务⼦程序。
为了更形象地理解中断，下⾯以学⽣上⾃习时接电话为例阐述⼀下中断的概念。
单⽚机的中断系统有5个中断源、2个中断优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。
如果单⽚机没有中断系统，单⽚机的⼤量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发⽣的定时査询操作上。
采⽤中断技术完全消除了单⽚机在査询⽅式中的等待现象，⼤⼤地提⾼了单⽚机的⼯作效率和实时性。
单⽚机中断系统结构及中断控制中断系统结构图如图5-2所⽰。
由图5-2可见，MCS-51中断系统共有5个中断请求源：INT0——外部中断请求0，中断请求信号由INT0引脚输⼊。
定时/计数器T0计数溢出发出的中断请求。
INT1——外部中断请求1，中断请求信号由INT1引脚输⼊。
定时/计数器T1计数溢出发出的中断请求。
串⾏⼝中断请求。
中断优先级从⾼到底排列。
单⽚机如何知道有中断请求信号？是否能够响应该中断？若5个中断源请求信号同时到来，单⽚机如何响应？这些问题都可以由中断寄存器来解决。
单⽚机中断寄存器有中断标志寄存器TCON和SCON、中断使能寄存器IE和中断优先级寄存器IP，这些寄存器均为8位。
中断标志寄存器5个中断请求源的中断请求标志分别由TCON和SCON的相应位锁存，单⽚机通过这些中断标志位的状态便能知道具体是哪个中断源正在申请中断。
TCON寄存器TCON寄存器为定时/计数器的控制寄存器，字节地址为88H，可位寻址。
特殊功能寄存器TCON的格式如图5-3所⽰。
TCON各标志位功能如下。
TF1——定时/计数器T1的溢出中断请求标志位。
MCS-51单片机的中断系统
其各位格式为： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 -- -- -- PS PT1 PX1 PT0 PX0
如果CPU接收到几个相同优先级的中断请求源时，响应哪一个 中断申请要取决于一个内部的硬件查询序列，此时应按照下表所 示的优先权结构先后响应中断请求。
中断源 外部中断0（IE0） 定时器T0中断（TF0） 外部中断1（IE1） 定时器T1中断（TF1） 串行口中断（RI、TI）
主程序的中断处理
1.2 CPU响应及处理中断机制
一般来说，根据中断源的轻重缓急排序，CPU优先处理最 紧急事件的中断请求源。也就是说，需要对各个中断源设定 相应的优先级，CPU总是最先响应级别最高的中断。中断源可 以分为两个中断优先级：高优先级和低优先级。用户可以用 关中断指令或复位指令来屏蔽所有中断请求，也可以用开中 断指令使CPU接收中断申请。
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
1.4 中断控制及中断优先级
1.中断允许控制寄存器IE（字节地址A8H）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 EA -- ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
使用汇编语言程序控制中断请求信号的允许 或禁止的程序示例如下：
CLR EA ; 禁止所有中断请求
MOV SP, #60H SETB PX0 SETB IT0 SETB ET0 SETB EX0 SETB EA
【例2】若要求外部中断引脚 采用边沿触发方式，处于高优先 级，初始化程序可以采用位操作指令，也可以用字节型指令进行编 制。
位操作指令： SETB EA SETB EX1 SETB PX1 SETB IT1
送/接收后引起。
2.中断请求标志 1）TCON寄存器中的中断标志 TCON是定时/计数器T0、T1的控制寄存器，格式如下：
MCS51中断系统
❖ 中断申请 事件发生：如INT0端口上出现了低电平或下降沿。 如T0定时器发生了溢出。
中断系统的结构和中断控制：
❖ 中断标志----自动置位
TCON TF1
TF0
IE1 IT1 IE0 IT0
（88H）
SCON （98H）
❖ 中断允许----由CPU参与，靠指令事先设置。
TI RI
IE EA
（A8H）
中断方式的特点
1、中断方式消除了CPU在查询方式中的等待 现象，大大提高了CPU的工作效率。
2、将从现场采集的数据通过中断方式及时传 送给CPU，经过处理后可立即作出反应，实现 现场控制。采用查询方式很难做到及时采集， 实时控制。
中断技术实现的功能
实分故时障处操处理作理
❖❖❖❖ 当计1计、计算算算机分机机的在时用中运操于断行实系作时时统往控可往制以会时使出，C现P请U一与求些外C故P设U障提同，供时如服工断务作电时。、随存机储发 ❖❖ 生C2器P、的U奇在。实偶启有校时动了验外处中出设断理错后系、，统运便，算继C溢P续U出就执等可行。以主立程即序响；应而并外加设以被处启理动。 ❖❖ 后3有、，了开故中始断障进系处行统准理，备当工出作现。上当述外情设况准时备，就CP绪U可时及，时就转向去CP执U
MAIN： SETB EX0 ；允许外部中断0中断
SETB IT0 ；选择边沿触发方式
SETB EA ；CPU开中断
CLR P1.0
HERE：SJMP HERE ；等待中断
ORG 0200H ；中断服务程序
INSER：CPL P1.0
RETI
；中断返回
END
任务2描述：单片机上电，单灯按1Hz频率循环，一旦按下P3.2所接 的按键，发光二极管全亮，2秒钟后，单灯继续原来的循环。
中断系统的结构和中断控制：
❖ 中断标志----自动置位
TCON TF1
TF0
IE1 IT1 IE0 IT0
（88H）
SCON （98H）
❖ 中断允许----由CPU参与，靠指令事先设置。
TI RI
IE EA
（A8H）
中断方式的特点
1、中断方式消除了CPU在查询方式中的等待 现象，大大提高了CPU的工作效率。
2、将从现场采集的数据通过中断方式及时传 送给CPU，经过处理后可立即作出反应，实现 现场控制。采用查询方式很难做到及时采集， 实时控制。
中断技术实现的功能
实分故时障处操处理作理
❖❖❖❖ 当计1计、计算算算机分机机的在时用中运操于断行实系作时时统往控可往制以会时使出，C现P请U一与求些外C故P设U障提同，供时如服工断务作电时。、随存机储发 ❖❖ 生C2器P、的U奇在。实偶启有校时动了验外处中出设断理错后系、，统运便，算继C溢P续U出就执等可行。以主立程即序响；应而并外加设以被处启理动。 ❖❖ 后3有、，了开故中始断障进系处行统准理，备当工出作现。上当述外情设况准时备，就CP绪U可时及，时就转向去CP执U
MAIN： SETB EX0 ；允许外部中断0中断
SETB IT0 ；选择边沿触发方式
SETB EA ；CPU开中断
CLR P1.0
HERE：SJMP HERE ；等待中断
ORG 0200H ；中断服务程序
INSER：CPL P1.0
RETI
；中断返回
END
任务2描述：单片机上电，单灯按1Hz频率循环，一旦按下P3.2所接 的按键，发光二极管全亮，2秒钟后，单灯继续原来的循环。
MCS-51中断系统
概括为：位 = 1 ，允许中断， 位 = 0 ，禁止中断 位的状态（ 1 或 0 ）通过程序设定。
4- 5 中断优先级的管理
由中断优先级控制寄存器IP管理 • 每个中断源有两个优先级，可用程序对中断优 先级控制寄存器IP的控制位置位或复位来选择。 特殊功能寄存器IP的字节地址为B8H，位地址由 低位到高位为B8H~BFH。IP的格式如下：
4 - 7 MCS-51单片机中断系统的应用举例
• 一、程序结构
MCS-51单片机应用系统中，含有所有中断系统时， 其程序结构应包含主程序、子程序、中断服务程序等。因 为单片机复位后PC=0000H，因此，主程序应从存储器 0000H单元开始，各个中断服务程序从单片机规定的存储 器地址开始，而这些地址空间有限，一般不能完成中断服
4 - 4 中断的允许与禁止
由中断允许寄存器IE管理
中断允许寄存器IE为两级允许控制：第一级为局部中断允许，可选择某个 或几个中断源允许中断，第二级为全局允许。只有当全局中断允许有效时， 局部中断允许的中断信号才可以申请中断。IE在特殊功能寄存器中，可位操
作。字节地址为0A8H，位地址由低位到高位为A8H~AFH。IE的格式如下：
• 中断系统查询到有中断请求时，如果处于以下情形， 系统将阻止长调用LCALL指令的执行而不运行中断 服务程序 ： (1) 同级或高优先级的中断响应正在执行中 (2) 正在执行的指令未到指令最后一个周期，即当前指 令未执行完 (3) 当前指令是RETI或访问IE、IP寄存器 • 条件（2）保证在得到中断向量之前，运行指令 必须完整执行。条件（3）保证执行RETI或访问IE、 IP寄存器后，至少还要执行一条指令才能响应中断。 在上述情形之外，当CPU查询到有效中断请求时， 系统硬件将产生一条长调用指令LCALL，即: 将程 序计数器值PC压入堆栈，把相应的中断入口地址装 入PC，转到相应中断服务程序中去执行。
4- 5 中断优先级的管理
由中断优先级控制寄存器IP管理 • 每个中断源有两个优先级，可用程序对中断优 先级控制寄存器IP的控制位置位或复位来选择。 特殊功能寄存器IP的字节地址为B8H，位地址由 低位到高位为B8H~BFH。IP的格式如下：
4 - 7 MCS-51单片机中断系统的应用举例
• 一、程序结构
MCS-51单片机应用系统中，含有所有中断系统时， 其程序结构应包含主程序、子程序、中断服务程序等。因 为单片机复位后PC=0000H，因此，主程序应从存储器 0000H单元开始，各个中断服务程序从单片机规定的存储 器地址开始，而这些地址空间有限，一般不能完成中断服
4 - 4 中断的允许与禁止
由中断允许寄存器IE管理
中断允许寄存器IE为两级允许控制：第一级为局部中断允许，可选择某个 或几个中断源允许中断，第二级为全局允许。只有当全局中断允许有效时， 局部中断允许的中断信号才可以申请中断。IE在特殊功能寄存器中，可位操
作。字节地址为0A8H，位地址由低位到高位为A8H~AFH。IE的格式如下：
• 中断系统查询到有中断请求时，如果处于以下情形， 系统将阻止长调用LCALL指令的执行而不运行中断 服务程序 ： (1) 同级或高优先级的中断响应正在执行中 (2) 正在执行的指令未到指令最后一个周期，即当前指 令未执行完 (3) 当前指令是RETI或访问IE、IP寄存器 • 条件（2）保证在得到中断向量之前，运行指令 必须完整执行。条件（3）保证执行RETI或访问IE、 IP寄存器后，至少还要执行一条指令才能响应中断。 在上述情形之外，当CPU查询到有效中断请求时， 系统硬件将产生一条长调用指令LCALL，即: 将程 序计数器值PC压入堆栈，把相应的中断入口地址装 入PC，转到相应中断服务程序中去执行。
单片机第4章 MCS-51中断系统GGGG
3.中断返回 中断返回
中断返回是指执行完中断处理程序的最后指令RETI之 之 中断返回是指执行完中断处理程序的最后指令 程序返回到断点，继续执行它们原来的程序。 后，程序返回到断点，继续执行它们原来的程序。
4.4 中断响应时间
在不同情况下， 响应中断的时间是不同的。 在不同情况下，CPU响应中断的时间是不同的。以外 响应中断的时间是不同的 部中断为例： 部中断为例： 在一个单一中断的系统里，MCS-51单片机对外部中 在一个单一中断的系统里， 单片机对外部中 断请求的响应的时间总是在3～ 个机器周期之间。 个机器周期之间 断请求的响应的时间总是在 ～8个机器周期之间。 外部中断的最短的响应时间为3个机器周期 个机器周期: 外部中断的最短的响应时间为 个机器周期 个机器周期。 （1）中断请求标志位查询占 个机器周期。 ）中断请求标志位查询占1个机器周期 （2）子程序调用指令 ）子程序调用指令LCALL转到相应的中断服务 转到相应的中断服务 程序入口， 个机器周期。 程序入口，需2个机器周期。 个机器周期
2. 中断嵌套
两个中断优先级，可实现两级中断嵌套，如下图所示。 两个中断优先级，可实现两级中断嵌套，如下图所示。
4.2 MCS-51中断系统结构及中断控制 中断系统结构及中断控制
MCS-51 系列单片机的中断系统图
1.中断源和中断请求标志 中断源和中断请求标志
(1) 中断源
MCS-51中共有 个中断源，包括 个外部中断源、3个内部中断源。 中共有5个中断源 包括2个外部中断源 个外部中断源、 个内部中断源 个内部中断源。 中共有 个中断源， 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。 输入， 2）INT1*—外部中断请求1，由引脚INT1*输入，中断请求标志为IE1。 输入， 3）定时器/计数器T0溢出中断请求，中断请求标志为TF0。 中断请求， 溢出中断请求 4）定时器/计数器T1溢出中断请求，中断请求标志为TF1。 溢出中断请求 中断请求， 5）串行口中断请求，中断请求标志为TI或RI。 ）串行口中断请求，中断请求标志为 或 。 外部中断INT0*和INT1*触发方式： 和 触发方式： 外部中断 触发方式 电平触发方式和边沿触发方式 中断涉及到的特殊功能寄存器： 中断涉及到的特殊功能寄存器： TCON SCON IE IP
MCS-51中断系统教学课件PPT
5.2 MCS-51单片机的中断系统 有5个中断请求源，两个中断优先级，可两级嵌套。 MCS-51单片机的中断系统结构示意图，如图5-3所示。
5.2.1 中断源及中断入口
中断源是指能发出中断请求，引起中断的装置或事件。 MCS-51单片机共有5个中断源，其中2个为外部中断源，3 个为内部中断源：
CPU处理事件的过程，称为CPU的中断响应过程。
图5-1中断流程图所示。 对事件的整个处理过程， 称为中断处理（或中断 服务）。
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
MOV IP，#00010100B；
需要指出的是，若置5个中断源全部为高优先级，就等于 不分优先级。
MCS-51单片机响应中断的基本原则如下： 1）低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之则不 能。 2）在同一优先级中（不管是高优先级或低优先级），某个 中断一旦得到响应，与它同级的中断请求就不能再中断它。 CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级最高的中断请 求。如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序 确定的中断优先权排队来响应，其确定的查询次序见表5.6。 由此可见，各中断源在同一个优先级的条件下，外部中断0 的中断优先权最高，串行口中断优先权最低。
5.3.1 中断响应 1．CPU的中断响应条件 CPU响应中断的条件主要有以下几点： 1）由中断源发出中断申请。 2）中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请中断。 3）申请中断的中断源的中断允许位为1，即此中断源没有被屏
蔽，可以向CPU申请中断。 以上是CPU响应中断的基本条件。若满足，CPU一般会响应中 断，但如果有下列任一种情况存在，中断响应即被封锁。
MCS-51单片机的中断系统
21
4.2 MCS-51中断系统的结构
4.2.2 MCS-51单片机的中断控制 MCS-51单片机的中断控制分为2级
第一级通过5个中断允许控制位来确定屏蔽或者允许
某个中断源的中断请求。
第二级通过1个控制位来确定CPU开放或禁止中断。
中断允许寄存器IE（Interrupt Enable Register）用来保存
这些中断允许控制位。
IE寄存器的地址为0A8H，寄存器中各位的位地址为
0A8H ~0AFH。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
22
4.2 DM7 CDS6-5D1中5 断D4系D统3 的D结2 构D1 D0
EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
中断入口 保护现场 中断处理 恢复现场
开中断 中断返回
中断返回
12
CPU
开放 该中断源 允许
开放中断？
允许中断CPU?
检查优先级
未开放
CPU不会响应
不允许
CPU不会响应
不满足 满足响应条件
？
中断处理程序
响应中断
保护断点
响应中断 关中断
13
4.1 中断的概念
（1）计算机系统的外部设备某一事件发生，向CPU请求 中断；被控设备某个参数超过限位阈值，向CPU请求中断等。
（2）计算机内部的某个事件发生，如定时/计数器溢出、 串行口接收到或发送完一帧数据等。
（3）计算机发生了故障引起中断，如系统电源掉电、运 算器运算溢出、系统出错等事件发生，向CPU申请中断。
或：
SETB EA； CPU开放中断
SETB EX1； 允许中断
MCS-51单片机的中断
第5章 MCS - 51单片机的中断
(MSB)
图 5.4 IE格式
EA
X
ET2 ES ET1 EX1
(LSB)
ET0 EX0
第5章 MCS - 51单片机的中断
2. 中断优先级 (MSB)
图 5.5 IP的格式
(LSB)
X
X
PT2
PS
PT1 PX1 PT0 PX0
其中：
PX0：外部中断0优先级控制位。
4.2 MCS - 51中断系统
图5.1 MCS - 51中断系统结构框图
第5章 MCS - 51单片机的中断
5.2.1 中断源
表 5.1 8051 中 断 源
第5章 MCS - 51单片机的中断
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5―1所示。
第5章 MCS - 51单片机的中断 2. 单片机一旦响应中断请求, 就由硬件完成以下功能: (1） 根据响应的中断源的中断优先级, 使相应的优先级状
态触发器置 1; (2） 执行硬件中断服务子程序调用, 并把当前程序计数器
PC的内容压入堆栈; (3） 清除相应的中断请求标志位（串行口中断请求标
志 RI和 TI除外）; (4） 把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入口
例如, 现有外部中断 1 提出申请, 且主程序中有R0、 R1、 DPTR、累加器A需保护, 则编制程序应为:
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1 … ORG 0100H MAIN: …; … ORG 1000H
单片机第4章
中断响应及处理过程 保护断点 寻找中断源 中断处理 中断返回 保护断点和寻找中断源都是由硬件自动完成的，用户不用考虑。
4.2 MCS 51中断系统
MCS-51提供了5个中断源，2个中断优先级控制，可实现2个中断 服务嵌套。可通过程序设置中断的允许或屏蔽，设置中断的优先级。 CPU在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询各个中断申请标志位， 若查到某标志位被置位，将启动中断机制。 MCS-51的中断源 5个中断源： 外部中断源（中断标志为IE0和IE1 ） 由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。
4 MCS® 51单片机中断系统
4.1 中断系统概念
4.2 MCS 51中断系统 4.3 MCS 51中断响应过程 4.4 MCS 51中断系统编程 4.5 MCS 51外部中断扩展
4.1 中断系统概念
中断是指CPU执行正常程序时，系统中出现特殊请求，CPU暂时中 止当前的程序，转去处理更紧急的事件（执行中断服务程序），处理完 毕（中断服务完成）后，CPU自动返回原程序的过程。 作用：采用中断技术可以提高CPU效率、解决速度矛盾、实现并行 工作、分时操作、实时处理、故障处理、应付突发事件，可使多项任务 共享一个资源（CPU）。 中断与子程序的最主要区别：子程序是预先安排好的，中断是随机 发生的。 中断涉及的几个环节：中断源、中断申请、开放中断、保护现场、 中断服务、恢复现场、中断返回。
EX0/EX1/ET1/ET0/ES ：分别是INT0/INT1、T0/T1、串行口的中断允 许控制位。 =0 ：禁止中断； =1 ：允许中断。 EA：总的中断允许控制位（总开关）： =0 ：禁止全部中断； =1 ：允许中断。
中断优先级控制寄存器IP(0B8H)
PX0/PX1：INT0/INT1优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。 PT0/PT1：T0/T1中断优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。 PS1：串行口中断优先级控制位： =0 ：属低优先级； =1 ：属高优先级。
第四章中断系统
中断源 中断标志 中断允许 中断优先级 MCS-51中断系统结构 中断寄存器
一、中断源和中断请求标志
8051单片机有5个中断请求源：
▪ 外部输入中断源INT0(P3.2) 或
▪ 外部输入中断源INT1(P3.3)
或
▪ 片内定时器T0的溢出
▪ 片内定时器T1的溢出 ▪ 片内串行口发送或接收中断源
(2)中断服务程序入口地址（也称为中断向量）由硬件 决定，与CPU类型有关，不能更改。而子程序入口地 址由用户安排。
(3) 子程序中可以任意调用另一子程序，但中断有优先 级，同级或低级中断不能打断正在执行的同级或更高优 先级中断服务程序。
(4) 尽管子程序返回指令RET和中断返回指令RETI均会 将栈顶两个字节信息装入PC，恢复断点，但RETI还清 除相应中断优先级触发器，因此中断返回指令不可用子 程序返回指令RET代替。
INT0 INT1
单片机 T0 T1
串行口
MCS-51的中断系统——中断标 志
中断源
中断标志位
CPU
INT0
IE0
T0
TF0
主
INT1
IE1
程 序பைடு நூலகம்
T1
TF1
串口
TI
RI
▪ 每一个中断源都有相应的中断标志位；
▪ 某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1。
MCS-51的中断系统——中断允许
中断源
中断标志位 中断允许
• IE0：外部中断0中断标志。其操作功能与IE1 相同。
• IT0：外中断0触发方式控制位。其操作功能与 IT1相同。
SCON寄存器——串行口控制寄存 器
SCON
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一、中断源和中断请求标志
8051单片机有5个中断请求源：
▪ 外部输入中断源INT0(P3.2) 或
▪ 外部输入中断源INT1(P3.3)
或
▪ 片内定时器T0的溢出
▪ 片内定时器T1的溢出 ▪ 片内串行口发送或接收中断源
(2)中断服务程序入口地址（也称为中断向量）由硬件 决定，与CPU类型有关，不能更改。而子程序入口地 址由用户安排。
(3) 子程序中可以任意调用另一子程序，但中断有优先 级，同级或低级中断不能打断正在执行的同级或更高优 先级中断服务程序。
(4) 尽管子程序返回指令RET和中断返回指令RETI均会 将栈顶两个字节信息装入PC，恢复断点，但RETI还清 除相应中断优先级触发器，因此中断返回指令不可用子 程序返回指令RET代替。
INT0 INT1
单片机 T0 T1
串行口
MCS-51的中断系统——中断标 志
中断源
中断标志位
CPU
INT0
IE0
T0
TF0
主
INT1
IE1
程 序பைடு நூலகம்
T1
TF1
串口
TI
RI
▪ 每一个中断源都有相应的中断标志位；
▪ 某一个中断源申请中断，相应中断标志位置1。
MCS-51的中断系统——中断允许
中断源
中断标志位 中断允许
• IE0：外部中断0中断标志。其操作功能与IE1 相同。
• IT0：外中断0触发方式控制位。其操作功能与 IT1相同。
SCON寄存器——串行口控制寄存 器
SCON
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微机原理及应用
第4章 MCS-51单片机 的中断系统
• 4.1 中断的概念
• 中断是指在CPU正在处理某项事务的时候， 如果外界或内部发生了紧急事件，要求CPU暂 停正在运行的工作转而去处理这个紧急事件， 待处理完后再回到原来被中断的地方，继续原 来被打断了的工作的过程。中断是计算机中一 个很重要的概念，中断技术的引入使计算机的 发展和应用都大大地推进了一步。可以说：没 有中断技术，就没有目前计算机的广泛应用。
MCS-51单片机中断系统应遵循的原则：
• 1、低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之 则不能。
• 2、同级的中断请求不能打断已经执行的同级中断。
中断源 外部中断0 定时器/计数器0 外部中断1 定时器/计数器1
串行口
自然优先级 最高
最低
中断响应条件：
• 必须要有中断请求 • 中断源的中断允许位为1（即IE中的总允许位EA
＝1，且IE相应的中断允许位为1） • 无同级或高级中断正在服务 • 现行指令执行完最后一个机器周期。
• 4.3 中断响应过程
• CPU在每个机器周期的S5P2时刻采样 各中断源的中断请求信号，并将它锁存 在TCON或SCON中的相应位。在下一个 机器周期对采样到的中断请求标志进行 查询。如果查询到中断请求标志，则按 优先级高低进行中断处理，中断系统将 通过硬件自动将相应的中断矢量地址装 入PC，以便进入相应的中断服务程序。
• 对于定时器溢出中断，CPU在响应中断后就 由硬件消除了相应的中断请求标志TF0、TF1。
• 对于串行口中断，CPU在响应中断后并不自 动清除中断请求标志RI或TI，因此必须在中断 服务程序中用软件来清除。
中断系统应用举例： • 外部中断源的扩展
装置1 装置2 装置3 装置4
8051
INT0
TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(88H) TF1 TF0
IE1 IT1 IE0 IT0
定时器/计数器1 定时器/计数器0 溢出中断请求标
志,由硬件置位。
INT1、INT0 请求标志， 由硬件置位。
INT1、INT0触发方式控制位， 由软件置位或复位。IT1=0时， INT1为电平触发， IT1=1为边 沿触发；
例：假设允许片内定时器/计数器中断，禁 止其他中断，设置相应的IE值。
MOV IE, #8AH 或 SETB ET0 SETB ET1 SETB EA
• 5 . MCS-51系列单片机的中断优先级控制是由 中断优先级寄存器IP控制的。
IP
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(B8H)
PS PT1 PX1 PT0 PX0
CPU中断允许标志位。 EA=0时，关中断； EA=1时，开中断。
串口中断允许标志位。 EA=0时，关串口中断； EA=1时，开串口中断。
T1、T0溢出中断 允许标志位。 ET1=0时，关T1中断； ET1=1时，开T1中断。 ET0同理(对应T0)。
外部中断允许标志位。 EX1=0时，关INT1中断； EX1=1时，开INT1中断。 EX0同理(对应INT0)。
串口中断 T1中断 外部中断1 T0中断 外部中断0
优先级可以用软件进行设置，单片机复位 后，IP中的各位均被清0。
例：设8031的片外中断为高优先级，片内 中断为低优先级，设置IP相应的值。
MOV IP, #05H 或 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1
• 4.5 中断响应后中断请求的撤除 • 中断源提出中断申请，在CPU响应此中断请
求后，该中断源之中断请求在中断返回之前应 当撤除，以免引起重复中断，被再次响应。
• 对于边沿触发的外部中断，CPU在响应中断 后由硬件自动清除相应的中断请求标志IE0和 IE1。
• 对于电平触发的外部中断，必须外加硬件来 撤销中断请求。
3个内部中断源是 定时器/计数器0溢出中 断，定时器/计数器1溢 出中断，串行口的发 送和接收中断(TI和RI)。
外部中断请求有两种触发方式：电 平触发和边沿触发。
高 低
电平触发
边沿触发
• 2. TCON寄存器
• TCON是定时器/计数器0和1（T0、 T1）的控制寄存器，同时也用来锁存T0、 T1的溢出中断申请标志和外部中断请求 标志。
主
主
程
程序Leabharlann 中序断低
高
服
级
级
继
务
继
中
中
续
程
续
断
断
主
序
主
程
程
序
序
• 4.2 8051中断系统结构及中断控制
• MCS-51系列单片机有5个中断源和 其相应的控制寄存器。
• 1. 中断源
•
产生中断的请求源叫中断源。
•
MCS-51系列单片机的5个中断源，包括2
个外部中断源和3个内部中断源。
MCS-51系列单片机能提供两个中断优先 级，实现两级中断嵌套。
• 1 MCS-51单片机总体构框图
外时钟源
振荡器和时序 OSC
程序存储器 4KB ROM
数据存储器 4KB RAM
8051 CPU
内中断
64KB总线 扩展控制器
外中断
控制
可编程I/O 并行口
外部事件计数 2× 16位
定时器/计数器
可编程全双工 串行口
串行通信
2个外部中断源是 外部中断0和外部中断 1，相应的中断请求信 号输入端是INT0和 INT1。
• 4.4 中断响应时间
• 在不同的情况下CPU响应中断的时间是不同 的。
以外部中断为例，INT0和INT1引脚的电平在 每个机器周期的S5P2时刻经反相锁存到TCON 的IE0和IE1标志位，CPU在下一个机器周期才 会查询到新置入的IE0和IE1，如果满足响应条 件，CPU响应中断时要用两个机器周期执行一 条硬件长调用指令“LCALL”，由硬件完成将中 断矢量地址装入程序指针PC中，使程序转入中 断矢量入口。因此，从产生外部中断到开始执 行中断程序至少需要三个完整的机器周期。
IT0同理(对应INT0)。
• 3. SCON寄存器
• SCON为串行口控制寄存器，其中的 低2位用作串行口中断请求标志 。
• 4 . 在MCS-51单片机中断系统中，中断的允 许或禁止是由片内的中断允许寄存器IE控制 的。
IE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(A8H) EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
第4章 MCS-51单片机 的中断系统
• 4.1 中断的概念
• 中断是指在CPU正在处理某项事务的时候， 如果外界或内部发生了紧急事件，要求CPU暂 停正在运行的工作转而去处理这个紧急事件， 待处理完后再回到原来被中断的地方，继续原 来被打断了的工作的过程。中断是计算机中一 个很重要的概念，中断技术的引入使计算机的 发展和应用都大大地推进了一步。可以说：没 有中断技术，就没有目前计算机的广泛应用。
MCS-51单片机中断系统应遵循的原则：
• 1、低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之 则不能。
• 2、同级的中断请求不能打断已经执行的同级中断。
中断源 外部中断0 定时器/计数器0 外部中断1 定时器/计数器1
串行口
自然优先级 最高
最低
中断响应条件：
• 必须要有中断请求 • 中断源的中断允许位为1（即IE中的总允许位EA
＝1，且IE相应的中断允许位为1） • 无同级或高级中断正在服务 • 现行指令执行完最后一个机器周期。
• 4.3 中断响应过程
• CPU在每个机器周期的S5P2时刻采样 各中断源的中断请求信号，并将它锁存 在TCON或SCON中的相应位。在下一个 机器周期对采样到的中断请求标志进行 查询。如果查询到中断请求标志，则按 优先级高低进行中断处理，中断系统将 通过硬件自动将相应的中断矢量地址装 入PC，以便进入相应的中断服务程序。
• 对于定时器溢出中断，CPU在响应中断后就 由硬件消除了相应的中断请求标志TF0、TF1。
• 对于串行口中断，CPU在响应中断后并不自 动清除中断请求标志RI或TI，因此必须在中断 服务程序中用软件来清除。
中断系统应用举例： • 外部中断源的扩展
装置1 装置2 装置3 装置4
8051
INT0
TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(88H) TF1 TF0
IE1 IT1 IE0 IT0
定时器/计数器1 定时器/计数器0 溢出中断请求标
志,由硬件置位。
INT1、INT0 请求标志， 由硬件置位。
INT1、INT0触发方式控制位， 由软件置位或复位。IT1=0时， INT1为电平触发， IT1=1为边 沿触发；
例：假设允许片内定时器/计数器中断，禁 止其他中断，设置相应的IE值。
MOV IE, #8AH 或 SETB ET0 SETB ET1 SETB EA
• 5 . MCS-51系列单片机的中断优先级控制是由 中断优先级寄存器IP控制的。
IP
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(B8H)
PS PT1 PX1 PT0 PX0
CPU中断允许标志位。 EA=0时，关中断； EA=1时，开中断。
串口中断允许标志位。 EA=0时，关串口中断； EA=1时，开串口中断。
T1、T0溢出中断 允许标志位。 ET1=0时，关T1中断； ET1=1时，开T1中断。 ET0同理(对应T0)。
外部中断允许标志位。 EX1=0时，关INT1中断； EX1=1时，开INT1中断。 EX0同理(对应INT0)。
串口中断 T1中断 外部中断1 T0中断 外部中断0
优先级可以用软件进行设置，单片机复位 后，IP中的各位均被清0。
例：设8031的片外中断为高优先级，片内 中断为低优先级，设置IP相应的值。
MOV IP, #05H 或 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1
• 4.5 中断响应后中断请求的撤除 • 中断源提出中断申请，在CPU响应此中断请
求后，该中断源之中断请求在中断返回之前应 当撤除，以免引起重复中断，被再次响应。
• 对于边沿触发的外部中断，CPU在响应中断 后由硬件自动清除相应的中断请求标志IE0和 IE1。
• 对于电平触发的外部中断，必须外加硬件来 撤销中断请求。
3个内部中断源是 定时器/计数器0溢出中 断，定时器/计数器1溢 出中断，串行口的发 送和接收中断(TI和RI)。
外部中断请求有两种触发方式：电 平触发和边沿触发。
高 低
电平触发
边沿触发
• 2. TCON寄存器
• TCON是定时器/计数器0和1（T0、 T1）的控制寄存器，同时也用来锁存T0、 T1的溢出中断申请标志和外部中断请求 标志。
主
主
程
程序Leabharlann 中序断低
高
服
级
级
继
务
继
中
中
续
程
续
断
断
主
序
主
程
程
序
序
• 4.2 8051中断系统结构及中断控制
• MCS-51系列单片机有5个中断源和 其相应的控制寄存器。
• 1. 中断源
•
产生中断的请求源叫中断源。
•
MCS-51系列单片机的5个中断源，包括2
个外部中断源和3个内部中断源。
MCS-51系列单片机能提供两个中断优先 级，实现两级中断嵌套。
• 1 MCS-51单片机总体构框图
外时钟源
振荡器和时序 OSC
程序存储器 4KB ROM
数据存储器 4KB RAM
8051 CPU
内中断
64KB总线 扩展控制器
外中断
控制
可编程I/O 并行口
外部事件计数 2× 16位
定时器/计数器
可编程全双工 串行口
串行通信
2个外部中断源是 外部中断0和外部中断 1，相应的中断请求信 号输入端是INT0和 INT1。
• 4.4 中断响应时间
• 在不同的情况下CPU响应中断的时间是不同 的。
以外部中断为例，INT0和INT1引脚的电平在 每个机器周期的S5P2时刻经反相锁存到TCON 的IE0和IE1标志位，CPU在下一个机器周期才 会查询到新置入的IE0和IE1，如果满足响应条 件，CPU响应中断时要用两个机器周期执行一 条硬件长调用指令“LCALL”，由硬件完成将中 断矢量地址装入程序指针PC中，使程序转入中 断矢量入口。因此，从产生外部中断到开始执 行中断程序至少需要三个完整的机器周期。
IT0同理(对应INT0)。
• 3. SCON寄存器
• SCON为串行口控制寄存器，其中的 低2位用作串行口中断请求标志 。
• 4 . 在MCS-51单片机中断系统中，中断的允 许或禁止是由片内的中断允许寄存器IE控制 的。
IE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
(A8H) EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0