第5章 中断技术
第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)
2
1
TH0
；P1.0输出“0” ；P1.0输出“1”
5.2 MCS-51单片机的中断系统
五、外中断应用举例
1. 中断初始化程序
设置外中断源的触发方式 设置中断允许寄存器IE 设置中断优先级寄存器IP
2. 中断服务程序
保护现场 中断处理 恢复现场
23/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-3】 设外部中断0为下降沿触发方 式，高优先级，试编写中断初始化程序
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-4】 将单脉冲接到外中断0（INT0）引脚，利 用P1.0作为输出，经反相器接发光二极管。编写程 序，每按动一次按钮，产生一个外中断信号，使发 光二极管的状态发生变化，由亮变暗，或反之
P1.0 单脉冲 发生器 INT0
1
+5V
8031
26/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
串口：0023H
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5.2 MCS-51单片机的中断系统
四、中断请求的撤除
1.定时/计数器中断请求标志TF0/TF1会自动撤除 2.串行口中断请求标志TI/RI要用指令撤除
CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位
3.负脉冲触发的外中断请求标志IE0/IE1会自动撤除 4.低电平触发的外中断请求信号需要外加电路撤除
下次课前请预习5.3节
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5.3 51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时/计数器 T0和T1，简称定时器0和定时器1
在特殊功能寄存器TMOD和TCON的控制下， 它们既可以设定成定时器使用，也可以设定 成计数器使用
定时/计数器有4种工作方式，具有中断功能， 可以完成定时、计数、脉冲输出等任务
第5章 中断系统
例7 如图，试编写程序实现以下功能：系统初始上电时，四 个发光二极管都熄灭，每当按下图中开关时，四个发光二极 管就能反映出与其对应的四个开关状态，开关闭合则对应二 极管亮，开关断开则对应二极管熄灭。
ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT ORG 0030H MAIN：CLR IT0 SETB EX0 SETB EA SJMP $ ORG 0200H INT：MOV A，#0FFH MOV P1，A MOV A，P1 SWAP A MOV P1，A RETI
第 5章
MCS-51系列单片机 的中断系统
本章介绍的主要内容
★ 中断的基本概念 ★ 中断的系统结构 ★ 中断的响应 ★ 中断的应用编程
5.1 什么是中断
一、中断
中断是指CPU在执行程序的过程中，当某种 特殊状态出现时，CPU暂停现在正在执行的程序， 转向去对引起特殊状态的事件进行处理，处理完毕 后再返回继续执行原来程序的过程。 简单地说，中断就是在运行一段程序的过程中 由于某种原因临时插入了另一段程序的运行。
1. 开中断总控开关EA，置位中断源的中断允许位。 2. 对外部中断INT0、INT1，应选择中断触发方式。 3. 多个中断源中断，应设定中断优先级，预置IP。
例5 若系统需要响应定时/计数器0中断和由下降沿信号引起 的外部中断0中断，且若这两个中断源同时提出中断请求则先 响应内部中断，试编写程序，对相关寄存器进行初始化。
EA 中断 总控 允/ 禁
-
ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
不 用
T2 串行口 T1 INT1 T0 INT0 允/ 禁 允/ 禁 允/ 禁 允/ 禁 允/ 禁 允/ 禁
第5章 中断系统
返回
单片机原理及接口技术
二、中断响应操作过程
• 1、中断响应操作过程 ⑴ 把当前PC值压入堆栈，保护断点。
⑵ 将相应的中断服务程序的入口地址送入PC。
⑶ 对有些中断源，CPU会自动清除中断标志。 ⑷ 执行中断服务程序。 ⑸ 执行到返回指令RETI，中断服务程序结束，将堆栈内容弹出到PC，返 回到原来断点继续执行。 • 2、各中断源及其对应的矢量地址
SETB PX0
SETB CLR CLR CLR PX1 PS PT0 PT1
返回
09:28
单片机原理及接口技术
§5.4 中断处理过程 §5.4.1 中断处理过程的三个阶段
K
主程序响应中断 N 保护现场 为外设服务 恢复现场 中 断 处 理
• 中断处理过程分为： • 中断响应 • 中断处理 • 中断返回
返回
单片机原理及接口技术
例5-1：假设允许片内定时器/计数器中断，禁止其他 中断。试根据假设条件设置IE的相应值。
解：（IE）=10001010B=8AH
（a）用字节操作指令
MOV SETB SETB IE，#8AH；或 MOV A8H，#8AH；
（b）用位操作指令
ET0；定时器/计数器0允许中断 ET1；定时器/计数器1允许中断
中断源 外部中断 0（INT0） 定时器 T0 中断 外部中断 1（INT1） 定时器 T1 中断 串行口中断 中断矢量 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
返回
09:28
单片机原理及接口技术
§5.4.3 中断处理
• 二、中断处理包括的内容 保护现场：如在中断服务程序中要用到PSW、工作寄存器和SFR等 寄存器时，则在进入中断服务之前应将它们的内容保护起来，在中 断结束、执行RETI指令前应恢复现场。 为中断源服务：针对中断源的具体要求进行相应的处理。 • 三、编写中断服务程序时的注意问题 在中断矢量地址单元处放一条无条件转移指令，使中断服务程序可 灵活地安排在64KB ROM的任何空间。 在中断服务程序中，应注意用软件保护现场，以免中断返回后丢失 原来寄存器、累加器中的信息。 若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，可以先用软件关 闭CPU中断或禁止某中断源中断，在中断返回前再开放中断。 返回
单片机原理及其接口技术--第5章 MCS-51单片机中断系统
下来，这称为保护现场，由用户自己编程完成。
保护断点和现场后即可执行中断服务程序，执行完毕， CPU由中断服务程序返回主程序。 主目录 上一页 下一页 结 束
15
……
响应
单片机原理及其接口技术
主程序A
断点
返回
中断返回过程如下：
RETI 中断服务程序B
首先恢复原保留寄存器的内容和标志位的状态，这称为恢 复现场，由用户编程完成。 然后，再加返回指令RETI，RETI指令的功能是恢复PC值， 使CPU返回断点，这称为恢复断点。 恢复现场和断点后，CPU将继续执行原主程序，中断响应 过程到此为止。 主目录 上一页 下一页 结 束
主目录 上一页 下一页 结 束
单片机原理及其接口技术
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
SFR之一，锁存中断请求标志，字 节地址88H，可位寻址。
其结构、位名称、位地址及其功能 如表5.1所示。
主目录 上一页 下一页 结 束
单片机原理及其接口技术 表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
单片机原理及其接口技术
第5章 MCS-51单片机中断系统
教学目标 5.1 中断概述 5.2 MCS-51中断系统 5.3 中断系统的应用 本章小结 思考题与习题主目录上一页来自下一页结束
单片机原理及其接口技术
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标： 1．熟记MCS-51 5个中断源及其中断入口地址。 2．熟悉TCON、SCON、IE、IP的结构、控制 作用和设置方法。 3．理解MCS-51中断响应过程。 4．了解中断响应等待时间。 5．理解中断请求撤除情况和应对措施。 6．熟悉中断优先控制的方法。 7．掌握中断应用程序的编制方法。
微机原理与接口技术 复习
第一部分：基础知识一、选择题1．在下面关于微处理器的叙述中，错误的是( ) 。
A、微处理器是用超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的芯片B、一台计算机的CPU含有1个或多个微处理器C、寄存器由具有特殊用途的部分内存单元组成，是内存的一部分D、不同型号的CPU可能具有不同的机器指令2．若用MB作为PC机主存容量的计量单位，1MB等于( )字节。
A、210个字节B、220个字节C、230个字节D、240个字节3．80X86执行程序时，对存储器进行访问时，物理地址可由（）组合产生。
A、SS和IPB、CS和IPC、DS和IPD、CS和BP4．某处理器与内存进行数据交换的外部数据总线为32位，它属于（）。
A、8位处理器B、16位处理器C、32位处理器D、64位处理器5．在堆栈操作中，隐含使用的通用寄存器是（）。
A、AXB、BXC、SID、SP6．十进制负数–38的八位二进制补码是（）A、BB、BC、BD、B7．用8位的二进制数的补码形式表示一个带符号数，它能表示的整数范围是（）A、-127—+127B、-128—+128C、-127—+128D、-128—+127 8．标志寄存器FLAGS中存放两类标志，即（）。
A、符号标志、溢出标志B、控制标志、状态标志C、方向标志、进位标志D、零标志、奇偶标志9．下列有关指令指针寄存器的说法中，哪一个是正确的（）。
A、IP存放当前正在执行的指令在代码段中的偏移地址B、IP存放下一条将要执行的指令在代码段中的偏移地址C、IP存放当前正在执行的指令在存储器中的物理地址D、IP存放当前正在执行的指令在存储器中的段地址10．如果访问存储器时使用BP寻址，则默认的段寄存器是（）A、CSB、ESC、DSD、SS二、判断题1．SP的内容可以不指向堆栈的栈顶。
2．寄存器寻址其运算速度较低。
3．计算机的堆栈是一种特殊的数据存储区，数据存取采用先进先出的原则。
4．当运算结果各位全部为零时，标志ZF=0。
中断技术DMA控制器及定时器计数器
定
一个时钟周期，然后又自动变为高电平并一直维持高
时
电平。一般将此负脉冲作为选通信号。当计数值N被送 到计数初值寄存器后，在下一个时钟周期，计数初值
器
被送到计数执部件，之后，计数执行部件作减1计数，
第八章
中断技术、DMA控制器及定时器/计数器
中断的基本原理
主 要
中断的实现方法
内
中断控制器8259A
容
DMA控制器8237
计数器/定时器8253
中
断
所谓中断，就是指当CPU正在执行
的 基
程序时，外设(或其它中断源)向CPU 发出请求，CPU暂停当前程序的执行， 转向该外设服务(或称中断服务)程
本 序，当中断服务程序运行结束后，
统
INTR的中断请求。如果IF为0，即使INTR端有
中断请求信号CPU也不会响应。这种情况称为
中断屏蔽。
中断向量表
8086/8088系统支持最多256个中断，对
8086 8088
应每一个中断，都有一个中断服务程序，
中
该中断服务程序的入口地址称为中断向 量。每个中断向量占用4个字节，前两个
断 字节为服务程序的IP（偏移量），后两
❖设置方式寄存器
PC机BIOS在初始化时，将方式寄存器初始化为单字 节传送方式、地址递增、通道0为读传送、自动预置 （方式字为58H）、通道1、2、3为校验传送、禁止 自动预置，其方式字为41H、42H、43H。
❖设置命令寄存器
初始化必须设置命令寄存器，以确定其工作时序、 优先级方式、DREQ和DACK的有效电平及是否允许工 作等。
时
（不是减到0）时，输出OUT变为低电平。
器
计
中断控制器82C59A 的工作方式_微型计算机接口技术_[共2页]
![中断控制器82C59A 的工作方式_微型计算机接口技术_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/eb0d53fc3169a4517623a32f.png)
77 方案选用Intel 公司的中断控制器82C59A 作为核心支持芯片，并且使用两片中断控制器进行级联构成15级中断，以扩充系统的中断资源。
下面先介绍82C59A 的外部特性、工作方式、编程模型，然后讨论它的初始化以及编程应用。
5.7.1 中断控制器82C59A 的外部特性82C59A 的外部引脚如图5.3所示。
与其他外围支持芯片不同的是，它有3组信号线，其他I/O 支持芯片只有面向CPU 和面向I/O 设备的2组信号线，而82C59A 还另有1组同类芯片的级联信号线。
82C59A 的3组信号线如下。
（1）面向CPU 的信号线。
包括用于CPU 发命令及读取中断号的8根数据线D 0～D 7，一对中断请求线INT 和中断回答线INTA ，以及WR 、RD 控制线与地址线CS 、A 0。
（2）面向I/O 设备的信号线。
8根中断申请线IR 0～IR 7，其作用有二：一是接收外设的中断申请，可接收8个外部中断源的中断申请；二是作外部中断优先级排队用，可进行8级中断排队，采用完全中断嵌套排队方式时，连接IR 0的设备优先级最高，连接IR 7的设备优先级最低。
（3）面向同类芯片的中断级联信号线。
中断级联信号线用于扩展中断源，包括主/从芯片的设定线SP /EN ，3根用以传送从片识别码的级联线CAS0～CAS2。
5.7.2 中断控制器82C59A 的工作方式82C59A 提供了多种工作方式，如图5.4所示，这些工作方式使82C59A 的使用范围大大增加，工作方式由初始化命令确定，其中有些方式是经常使用的，有些方式很少用到。
图5.4 82C59A 的工作方式1．中断触发方式82C59A 有两种中断请求的启动方式，两种方式都比较常用。
（1）边沿触发方式IR 0～IR 7输入线上出现由低电平到高电平的跳变，表示有中断请求。
图5.3 中断控制器82C59A 外部引脚。
中断技术
2.按照中断信号的来源和实现手段来分 按照中断信号的来源，可把中断分为硬中断和软中断两类。 •硬中断可以分为外中断和内中断 (1)外中断(又称中断)指来自处理器和主存之外的中断。 外中断包括：电源故障中断、时钟中断、控制台中断、它机中 断和I/O中断等。 不同的中断具有不同的中断优先级，处理高一级中断时，往往 会屏蔽部分或全部低级中断。 (2)内中断(又称异常)指来自处理器和主存内部的中断。 内中断可分成三类：访管中断；硬件故障中断：电源出错，协 处理器错误，奇偶校验错误，总线超时等；程序性异常：非法 操作、页面故障、调试指令、地址越界、浮点溢出、除数为零。 异常（内中断）是不能被屏蔽的，一旦出现应立即响应并加以 处理。
②中断时保存现行 PSW
主存专用双字单元 (16进制) 18 20 28 30 38 外中断旧PSW 访管中断旧PSW 程序中断旧PSW 机器故障中断旧PSW I/O中断旧PSW
现行PSW
④中断后恢 复PSW
①装配中断码 ③中断时装入现 行PSW
58 60 68 70 78
外中断新PSW 访管中断新PSW 程序中断新PSW 机器故障中断新PSW I/O中断新PSW
(3)中断和异常的区别
•中断是由与现行指令无关的中断信号触发的(异步的)，系统 不能确定中断信号发生的时间。
•中断与CPU是异步的，CPU对中断的响应是被动的。
•中断的发生与CPU处在用户模式或内核模式无关，通常在 两条机器指令之间才可响应中断，一般来说，中断处理程 序提供的服务不是为当前进程所需的，如时钟中断、硬盘 读写服务请求中断；
中断向量表 新栈顶 中断堆栈
IBM PC机中断的响应过程
Hale Waihona Puke .2.4 中断事件处理1.中断和异常的一般处理过程 处理中断事件的程序称为中断处理程序。它的主要任务是处理 中断事件和恢复正常操作。 •中断事件的处理比异常事件的处理复杂： •对于当前进程来说，中断是异步事件，中断处理程序工作 在核心态的中断上下文中，不允许被阻塞； •中断处理程序应该能够为共享同一根中断请求线的多台设 备服务； •中断处理程序的执行事件应该尽可能短，以减少关中断的 时间。
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第5章中断技术
一、单项选择题
1. (B)
2. (A)
3. (B)
4. (C)
5.
(D)
6. (D)
7. (B)
8. (C)
9. (B) 10.
(B）
11. (C) 12. (C) 13. (C) 14. (D)
15. (D)
16. (D) 17. (D) 18. (C) 19. (D)
20. (A)
21. (B) 22. (C) 23. (B) 24. (C)
25. (C)
26．(C) 27. (D) 28. (C) 29. (C)
30. (C)
31. (A) 32．(B）33.(D）34.（C）35.
(C)
36. (A) 37.（D）38 （A）
二．判断题
1．√2．× 3.√ 4.√ 5.√6．×
7.×8．×9.×10.×11.√12.√
13.×14.×15.√16.×
三、填空题
1. 16H；80、60、50
2. 1；1
3.非屏蔽中断_；中断屏蔽寄存器
4.0054H_；3088：5066_
5.禁止某些中断源中断_
6.CPU开中断、有中断源提出中断请求和CPU执
行完现行执令后
7．0000 H：0080 H
8．断点；IP
9．CLI ；STI
10．总线请求
11．OCW2
12．CPU；外部电路；CPU；CPU
13．可屏蔽中断; 非屏蔽中断
14．001C2H ；001C0H
15．IF
16．15
17．高电平
18．IRi
19．级连
20．15
22．非屏蔽
23．电平触发，边沿触发
四、问答题
1．简述8259A的主要功能
单片8259可以管理8个外部中断，多片级连最多可以管理64个外部中断;对它管理的每个中断源进行单独的允许与禁止;且具有多种优先级管理方式;能自动提供中断类型号
2．什么是中断嵌套？中断嵌套的深度有无限制？为什么？
中断嵌套是在一个中断服务程序的执行过程中转入对另一个中断请求的服务，中断嵌套的深度有限制，因为堆栈的容量有限。