单片机中断系统结构
第5章-MCS-51单片机中断系统-PPT
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
IT1=1,外中断1为下降沿触发 采样:CPU在每一个机器周期得S5P2期间 对P3、3引脚采样,若上一个机器周期检测为 高电平,紧挨着得下一个机器周期为低电平,则 使IE1置1。 IT0:外中断0触发方式控制位。
CPU主要就是通过标志寄存器、控制 寄存器、优先级寄存器对中断源进行管
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
(1)与中断标志相关得SFR
主要有:定时器/计数器T0、T1控制寄 存器TCON
串行口控制寄存器SCON 定时器/计数器2控制寄存器T2CON(第 6章介绍) (2)中断控制寄存器:TCON、IE (3)中断优先级寄存器:IP
DMA释放总线:当一批数据传送后, DMA控制器再向CPU发出“结束总线请 求”,CPU响应请求,收回总线使用权。
DMA方式速度高、效率高,可以与CPU 并行工作。
5、1、2 中断得相关概念
1、中断得概念
CPU在正常运行得时候, 外部或者内部发生了请求 CPU迅速去处理得事件,CPU 暂时中断当前得程序,去处理 所发生得事件,处理完事件后, 再返回到原来被中断得程序 继续运行。此过程称为中断。
图5-3 定时器得控制寄存器
TCON可位寻址。复位后TCON=00H。 TF1(TCON、7):T1溢出标志位
当T1计满溢出时,由内部硬件置位; 中断响应后自动清 0。
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
TF0:T0溢出标志位 功能同TF1。
IT1:外中断1触发方式设置位 IT1=0,外中断1为低电平触发
5、1、1 微机得输入/输出方式
单片机中断系统
单片机中断系统一、单片机中断系统的概念单片机中断系统是指在程序运行过程中，由于出现特殊情况（如外部设备的输入信号、定时器溢出等），使得单片机暂时停止当前任务的执行，转而执行相应的中断服务程序（ISR），以处理中断事件。
中断处理完毕后，再返回到中断点继续执行原来的任务。
这种特殊的中断机制，使得单片机能够同时处理多个任务，实现了实时性较高的应用程序设计。
二、单片机中断系统的结构单片机中断系统主要由以下几个部分组成：1、中断源：产生中断的外部设备或内部定时器。
2、中断请求寄存器：用于存储各个中断源的中断请求状态。
3、中断优先级寄存器：用于确定多个中断源的优先级。
4、中断服务程序（ISR）：用于处理中断事件，执行相应的操作。
5、中断返回：中断处理完毕后，返回原程序继续执行。
三、单片机中断系统的处理过程当单片机检测到某个中断源发出中断请求时，会暂停当前任务的执行，按照优先级顺序执行相应的中断服务程序（ISR）。
在ISR中，程序会读取中断源的中断请求状态，并对相应的中断源进行处理。
处理完毕后，程序会返回原程序继续执行。
如果此时还有其他的中断源发出中断请求，则根据优先级顺序再次执行相应的ISR。
四、单片机中断系统的应用单片机中断系统在实时控制、数据采集、通信等领域有着广泛的应用。
例如，在工业控制中，当某个传感器发出中断请求时，单片机可以暂停当前任务的执行，转而执行相应的中断服务程序（ISR），对传感器数据进行采集和处理。
处理完毕后，再返回原程序继续执行。
这样，单片机可以在不丢失任何数据的情况下，实时地响应外部设备的请求。
五、总结单片机中断系统是实现实时控制和数据处理的重要手段之一。
通过合理的配置和使用中断系统，可以提高单片机的实时性能和数据处理能力。
在实际应用中，需要根据具体的需求和硬件条件选择合适的单片机型号和中断系统配置方案，以满足系统的实时性和稳定性要求。
单片机的中断系统在嵌入式系统设计中，单片机因其体积小、性价比高、可靠性强等特性被广泛应用。
51单片机的中断系统
51单片机的中断系统8031单片机的中断系统简单实用，其基本特点是：有5个固定的可屏蔽中断源，3个在片内，2个在片外，它们在程序存储器中各有固定的中断入口地址，由此进入中断服务程序；5个中断源有两级中断优先级，可形成中断嵌套；2个特殊功能寄存器用于中断控制和条件设置的编程。
中断系统的结构：5个中断源的符号、名称及产生的条件如下。
INT0：外部中断0，由P3．2端口线引入，低电平或下跳沿引起。
INT1：外部中断1，由P3．3端口线引入，低电平或下跳沿引起。
T0：定时器／计数器0中断，由T0计满回零引起。
T1：定时器／计数器l中断，由T1计满回零引起。
TI／RI：串行I／O中断，串行端口完成一帧字符发送／接收后引起。
整个中断系统的结构框图见下图一所示。
由图一可见，外部中断有下跳沿引起和低电平引起的选择；串行中断有发送(TI)相接收(R1)的区别；各个中断源打开与否，受中断自身的允许位和全局允许位的控制，并具有高优先级和低优先级的选择。
中断系统的控制寄存器：中断系统有两个控制寄存器IE和IP，它们分别用来设定各个中断源的打开／关闭和中断优先级。
此外，在TCON中另有4位用于选择引起外部中断的条件并作为标志位。
中断允许寄存器—IEIE在特殊功能寄存器中，字节地址为A8H，位地址(由低位到高位)分别是A8H-AFH。
IE用来打开或关断各中断源的中断请求，基本格式如下图二所示：EA：全局中断允许位。
EA＝0，关闭全部中断；EA＝1，打开全局中断控制，在此条件下，由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭。
×：无效位。
ES：串行I／O中断允许位。
ES＝1，打开串行I／O中断；ES＝0，关闭串行I／O中断。
ETl；定时器／计数器1中断允许位。
ETl＝1，打开T1中断；ETl＝O，关闭T1中断。
EXl：外部中断l中断允许位。
EXl＝1，打开INT1；EXl＝0，关闭INT1。
ET0：定时器／计数器0中断允许位。
51单片机中断系统结构的理解
51单片机中断系统结构的理解
在51单片机中，中断系统结构是实现中断处理的关键组成部分。
中断是通过外部事件触发的，可以打断当前正在执行的程序，执行一个预定义的中断服务程序。
这种机制使得单片机能够实现多任务处理，增强了系统的实时性和响应能力。
51单片机的中断系统结构包括中断向量表、中断控制寄存器和中断
服务程序。
中断向量表是一个固定的内存区域，存放了每个中断向量的入口地址。
当发生中断时，单片机会根据中断号查找中断向量表，获取相应中断服务程序的入口地址。
中断控制寄存器用于控制中断的使能和优先级设置。
通过设置中断控制寄存器，可以选择开启或关闭某个中断，并设置中断的优先级，以确保系统按照一定的优先级顺序处理中断请求。
中断服务程序是中断事件发生时需要执行的代码块。
中断服务程序一般比较短小精悍，以尽快完成对中断事件的响应。
在中断服务程序中，通常需要保存现场（保存CPU寄存器的值），执行中断处理代码，最
后恢复现场。
中断服务程序的执行完毕后，程序会回到中断发生前的状态，继续执行原有的程序。
在51单片机中，中断系统结构的设计和实现需要根据具体的应用需
求进行调整。
例如，可以根据不同的中断源设置不同的优先级，以确
保高优先级的中断能够及时得到处理；还可以通过软件的方式模拟多级中断系统，实现更复杂的任务调度和处理。
总之，51单片机中断系统结构的合理设计和使用，可以提高系统的实时性和可靠性，使得单片机在应对各种外部事件时能够快速、准确地响应和处理。
mcs-51单片机中断系统的结构[整理版]
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1．简述中断、中断源、中断源的优先级及中断嵌套的含义。
答: 当CPU 正在处理某项事件的时，如果外界或内部发生了紧急情况，要求CPU 暂停正在处理的工作转而去处理这个紧急情况，待处理完以后再回到原来被中断的地方，继续执行原来被中断了的程序，这样的过程称为中断。
单片机采用中断主要有如下几个优点：①可以提高CPU 工作效率；②具有实时处理能力；③具有故障处理能力；④实现分时操作，可控制多个外设同时工作。
向CPU 提出中断请求的源称为中断源；当系统有多个中断源时，就可能出现同时有几个中断源申请中断，而CPU 在一个时刻只能响应并处理中断优先高的请求；在实际应用系统中，当CPU 正在处理某个中断源，即正在执行中断服务程序时，会出现优先级更高的中断源申请中断。
为了使更紧急的级别高的中断源及时得到服务，需要暂时中断（挂起）当前正在执行的级别较低的中断服务程序，去处理级别更高的中断源，待处理完以后，再返回到被中断了的中断服务程序继续执行，但级别相同或级别低的中断源不能中断级别高的中断服务，这就是所谓的中断嵌套。
3．MCS-51 单片机能提供几个中断源？几个中断优先级？各个中断的源的优先级怎样确定？在同一优先级中各个中断源的优先级怎样确定？答: 51 单片机有5 个中断源，两个中断优先级：INT0 、T0、INT1 、T1、串行口中断（包括串行接收中断RI 和串行发送中断TI）。
这 5 个中断源的中断入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。
中断优先级是由片内的中断优先级寄存器IP（特殊功能寄存器）控制的。
PS：串行口中断优先级控制位。
PS=1，串行口定义为高优先级中断源；PS=0，串行口定义为低优先级中断源；PT1：T1 中断优先级控制位。
PT1=1，定时器/计数器 1 定义为高优先级中断源；PT1=0，定时器/计数器 1 定义为低优先级中断源；PX1：外部中断 1 中断优先级控制位。
单片机中断原理(共34张PPT)
3.
中断优先级越高, 则响应优先权就越高。当CPU正 在执行中断服务程序时, 又有中断优先级更高的中断申 请产生, 这时CPU就会暂停当前的中断服务转而处理高 级中断申请, 待高级中断处理程序完毕再返回原中断 程序断点处继续执行, 这一过程称为“中断嵌套”。
4. 中断响应的一般过程
(1) 在每条指令结束后, 系统都自动检测中断请 求信号, 如果有中断请求，且CPU处于开中断状 态下, 则响应中断。
• 采用了中断技术后的计算机, 可以解决 CPU与外设之间速度匹配的问题, 使计算 机可以及时处理系统中许多随机的参数 和信息, 同时, 它也提高了计算机处理故 障与应变的能力。
“中断”与“查询”相比： 执行效率↑ 实时性 ↑
2.
中断源是指在计算机系统中可以向 CPU发出中断请求的来源。 通常有I/O 设备、实时控制系统中的随机参数和信 息故障源等。
例如, 某软件中对寄存器IE、 IP设置如下: MOV IE, ＃ 8FH MOV IP, ＃ 06H
则此时该系统中:
· CPU中断允许; · 允许外部中断 0、 外部中断 1、 定时器 /计数器 0、 定时器 /计数器1提出的中断申请; · 允许中断源的中断优先次序为: 定时器 /计数器 0>外部中断 1>外部中断 0>定时器/计数器 1。
(5) 返回, 此时 CPU将推入到堆栈的断点地 址弹回到程序计数器, 从而使CPU继续执行刚 才被中断的程序。
5.2 MCS - 51中断系统
图5.1 MCS - 51中断系统结构框图
中断源
表 5.1 8051 中 断 源
中断标志（Flag）
IE0：外部中断0中断标志
TF0：定时器/计数器0中断标志 IE1：外部中断1中断标志
单片机中断系统的结构
单片机中断系统的结构一、引言在单片机的应用中，中断是一种非常重要的机制，它可以提高系统的响应速度和效率。
中断系统是指由硬件和软件共同组成的一套机制，用于处理外部事件的优先级和响应方式。
本文将介绍单片机中断系统的结构和工作原理，以及如何在程序设计中使用中断。
二、中断系统的基本原理中断系统是由中断源、中断控制器和中断服务程序三部分组成的。
其中，中断源是指产生中断请求的外部事件，如按键输入、定时器溢出等；中断控制器是负责接收和分发中断请求的硬件模块；中断服务程序是处理中断请求的一段特定程序代码。
三、中断源中断源是产生中断请求的外部事件，它可以是来自外部硬件设备的信号，也可以是由内部程序生成的软件中断请求。
常见的中断源包括按键输入、定时器溢出、串口通信等。
中断源通过触发相应的中断请求，将中断信号发送给中断控制器。
四、中断控制器中断控制器是负责接收和分发中断请求的硬件模块。
它通常包含多个中断通道，每个通道对应一个中断源。
当中断源触发中断请求时，中断控制器会根据中断源的优先级和中断屏蔽状态，确定是否接受该中断请求，并将中断信号发送给CPU。
中断控制器通常包括以下几个重要的部分：1. 中断请求线：用于接收中断源产生的中断请求信号；2. 中断屏蔽器：用于屏蔽或使能特定的中断源；3. 中断优先级编码器：用于确定中断源之间的优先级；4. 中断向量表：用于存储每个中断源对应的中断服务程序的入口地址。
五、中断服务程序中断服务程序是处理中断请求的一段特定程序代码。
当中断请求被接受后，CPU会暂停当前的任务，跳转到对应的中断服务程序执行。
中断服务程序通常包括以下几个重要的步骤：1. 保存现场：将当前程序的状态和寄存器值保存到栈中，以便在中断处理完成后恢复；2. 执行中断处理：根据中断源的类型和需求，执行相应的中断处理操作；3. 恢复现场：将之前保存的状态和寄存器值从栈中恢复，以继续执行被中断的程序。
六、中断优先级和嵌套中断在多个中断源同时产生中断请求时，中断控制器会根据中断源的优先级确定中断的处理顺序。
单片机中断系统
单⽚机中断系统中断系统的概念和基本结构中断发⽣：CPU正在处理某⼀程序时，发⽣了另⼀突发事件请求CPU迅速去处理；中断响应： CPU暂时停⽌当前的⼯作，转到需要处理的中断源的服务程序的⼊⼝，⼀般在⼊⼝处执⾏⼀跳转指令转去处理中断事件(中断服务)；中断返回：待CPU将中断事件处理完毕后，再回到原来程序被中断的地⽅继续处理执⾏程序，这⼀处理过程称为中断返回。
当CPU与外设交换信息时，由于外设的速度⽐较慢，若⽤查询的⽅式，则CPU就要浪费很多时间去等待外设。
这样就存在⼀个快速的CPU与慢速的外设之间的⽭盾。
为了解决这个问题，就引⼊了“中断”的概念中断的优点分时操作有了中断功能，就可以使CPU和多个外设同时⼯作。
提⾼了CPU的利⽤率。
实时处理实时控制时，需要现场的各种参数、信息，可在任何时间发出中断申请，CPU就可以马上响应加以处理。
故障处理计算机在运⾏过程中，往往会出现事先预料不到的情况，或出现⼀些故障。
中断源引起中断的原因，或能发出中断申请的来源，称为中断源。
通常中断源有以下⼏种：外部输⼊、输出设备故障源控制对象定时/计数脉冲，当定时/计数器溢出时产⽣中断请求。
对于每种中断事件，要求其能够发出中断请求信号，⽽且要符合CPU响应中断的条件，即要明确属于哪种中断源。
中断源是系统规定的可引起中断的部件或来源。
中断系统的功能实现中断及返回能实现优先权排队⾼级中断源能中断低级的中断处理MCS-51单⽚机的中断系统提供5个中断申请源外部中断0和外部中断1；定时/计数器(T0)和(T1)的溢出中断；串⾏接⼝的接收和发送中断。
这5个中断源可分为两个优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。
MCS-51单⽚机的中断系统可以提供5个中断申请源，它们的控制与实现由⽚内4个SFR来完成。
定时/计数器的控制寄存器(TCON)和串⾏接⼝控制寄存器(SCON)的相应位规定中断类型和触发⽅式；中断允许寄存器(IE)控制CPU是否响应中断请求；中断优先级寄存器(IP)安排各中断源的优先级，同⼀优先级内各中断同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑按规定的⾃然优先级确定其响应次序。
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2. 中断控制
1) 中断允许控制寄存器IE
AT89C51设有专门的开中断和关中断指令， 中断的开放和关闭是通过中断允许寄存器IE各位 的状态进行两级控制的。所谓两级控制是指所有 中断允许的总控制位和各中断源允许的单独控制 位，每位状态靠软件来设定。中断允许控制寄存 器IE各位的定义及其功能等如表5.3所示。
断点 主程序A
……
响应
返回
RETI 中断服务程序B
图5.2 中断过程示意图
2．为什么要设中断
中断解决了快速主机与慢速I/O设备的 数据传送，还具有如下优点： （1）分时操作。CPU可以分时为多个I/O设
备服务，提高了计算机的利用率； （2）实时响应。CPU能够及时处理应用系
统的随机事件，系统的实时性大大增强； （3）可靠性高。CPU具有处理设备故障及 掉电等突发性事件能力，从而使系统可靠性 提高。
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
TCON.7 TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3 TCON.2TCON.T1 CON.0
位编码
位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1
IE0 IT0
位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
状 态 10 10
（2）SCON的中断标志
串行控制寄存器SCON的结构、位名称、位地 址及其功能如表5.2所示。其中只有TI和RI两位用 来表示串行口中断标志位。
表 5.2 SCON的结构、位名称、位地址和功能
SCON.7 SCON.6 SCON.5 SCON.4 SCON.3 SCON.2 SCON.1SCON.0
0
高级中 断请求
1
中断入
口地址 中断源
低级中 断请求
0
中断入
口地址
中断源
SCON
图5.3 AT89C51中断系统结构示意图
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
TCON为8位特殊功能寄存器，其结构、 位名称、位地址及其功能如表5.1所示。
表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
3．中断源及其优先级
中断源是指能发出中断请求，引起中断的 装置或事件。一个单片机系统通常有多个中断 源，而单片机CPU在某一时刻只能响应一个中 断源的中断请求，当多个中断源同时向CPU发 出中断请求时，则必须按照“优先级别”进行 排队，CPU首先选定其中中断级别最高的中断 源为其服务，然后按由高到低的排队顺序逐一 服务，完毕后返回断点地址，继续执行主程序。 这就是“中断优先级”的概念。
位编码 位名称 SM0 位地址 9FH 功能
SM1 9EH
SM2 REN TB8 9DH 9CH 9BH
RB8 9AH
TI RI 99H 98H
串行发送中断 串行接收
标志位
中断标志位
1) TI：为串行口发送中断标志位，位地址 为99H。在串行口发送完一组数据时，TI由硬件 自动置位(TI=1)，请求中断，当CPU响应中断进 入中断服务程序后，TI状态不能被硬件自动清 除，而必须在中断程序中由软件来清除。
串行发送中断TI）。
5.2.1 中断源及中断系统构成
IT0
INT0
0
T0
IT1
INT1
0
T1
RX TX
硬件查询
TCON
IE
IP
IE
1
0
EX 1 EA 1 0
TF
ET 1
0
0
IE
1
1
EX 1 1
TF 1
RI ≥1
ET 1 1
ES 1
TI
PX 1 0
0 PT 1 00 PX 1 10 PT 1 10 PS 1
5.1 中断概述
1. 中断概念 CPU暂时中止其正在执行的程序，转
去执行请求中断的那个外设或事件的服务 程序，等处理完毕后再返回执行原来中止 的程序，这一过程叫做中断。
中断概念类比
实际生活 看电视
电话铃响 接听电话 看电视
计算机 主程序 事件发生 事件处理 主程序
断处理 中断返回
4. 中断源的管理 单片机系统中有一个专门用来管理中断
源的机构，它就是中断控制寄存器，我们可以 通过对其编程来设置中断源的优先级别以及是 否允许某个中断源的中断请求等。
5.2 AT89C51中断系统的结构
5.2.1 中断源及中断系统构成 1. 中断源：
(1) INT0：外部中断0； (2) INT1：外部中断1； (3) T0：定时/计数器0溢出中断； (4) T1：定时/计数器1溢出中断； (5) 串行中断（包括串行接收中断RI和
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标： 1．熟记AT89C51 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AT89C51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。
表 5.3 IE的结构、位名称、位地址和功能
位编码 IE.7 IE.6 位名称 EA — 位地址 AFH — 功能
IE.5 ET2 ADH
IE.4 ES ACH
IE.3 ET1 ABH
IE.2 EX1 AAH
IE.1 ET0 A9H
IE.0 EX0 A8H
10 01
10
10 10 01
外T部1发中断出1中发断出中请T外断求0部发请时中求出断时中0发断出请中求断时请求时
单片单机片复机单位复片或位机T时0复启停或位动止无或T计中1T开数1断停始请止采计求外计用数发部边数中生沿启断时触动1，发T这0开些始位采采计外均外用用数部为电电边中中0平平沿断断触触1发0发
TCON.7 TCON.6TCON.5TCON.4TCON.3 TCON.2TCON.T1 CON.0
位编码 位名称 TF1 位地址 8FH 功能
TR1 TF0 TR0 IE1 8EH 8DH 8CH 8BH
IT1 8AH
IE0 IT0 89H 88H
T1中断标T志1启位停控T0制中位断标T志0启位停控制/位INT1中断/INT1触发/INT0中/断INT0触发 标志位 方式位 标志位 方式位