单片机课件 第4章：中断系统

了使每个中断源都能独立地被允许或禁止, 以便用户
能灵活使用, CPU内部在每个中断信号的通道中设置
了一个中断允许触发器, 它控制CPU能否响应中断。
只有对应的中断允许触发器被使能（置“1”），相应
的中断才能得到相应。
第4章 51单片机中断系统
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1. 中断允许控制寄存器IE （0A8H）
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4. 中断响应的一般过程
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(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。 (2) 保护现场, 在保护现场前, 一般要关中断, 以防止现场被破坏。 保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推入堆栈。 (3) 中断服务, 即为相应的中断源服务。 (4) 恢复现场, 用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来, 在恢 复现场前要关中断, 以防止现场被破坏。在恢复现场后应及时开中 断。 (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。
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第4章 MCS51单片机中断系统
4.1 中断概述 4.2 MCS51中断系统 4.3 中断系统的应用
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4.1 中 断 的 概 述
1. 中断
中断是指计算机在执行某一程序的过程中, 由于计算机系统内、 外的某种 原因, 而必须中止原程序的执行, 转去执行相应的处理程序, 待处理结束之后, 再回来继续执行被中止的原程序的过程。 • 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 ↑
RETI, 使程序自动返回主程序。
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4. 3 中断系统的应用
4. 3 . 1外部中断的初始化
1.INT0 MOV IE, ＃ 81H； 2.INT1 MOV IE, ＃ 84H；
或者：
SETB EA；
或者：
SETB EA；
SETB EX0；
SETB EX1；
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。
第4章 51单片机中ຫໍສະໝຸດ 系统第4章 51单片机中断系统
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4.2 MCS - 51中断系统
4.2.1 中断源
表 4.1 8051 中 断 源
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图4―2 MCS-51的中断系统
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4.2.2 中断控制寄存器
1. 中断允许控制寄存器
MCS - 51单片机有 5个（8052有 6个）中断源, 为
0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断是否开放 来决定。 TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的运行控制位, 通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时
被清 0。
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4.3.3 工作方式
一、 方式 0
图6.3 方式 0（13位计数器）
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有以下几点需要说明：
(1)由于从0003H到0023H之间分布了5个中断源的入口地 址,因此在一般情况下,主程序与中断服务程序均用长转移指令移 至其它区域。 • (2)本例题未考虑保护现场与恢复现场的问题,是否需要,应 视具体情况而定。 • (3)本例是单重中断,若为多级中断,则情况要复杂得多。 • (4)主程序处于暂停等待中断只是为了举例方便起见,在实 际的单片机控制系统中一般是不会这样用的。
初值也是13位二进制数，但要注意是高8位赋值给TH0，低 5位前面补足 3 个 0 凑成 8 位赋给TL0。
例如，如要求计数值为1000，则初值为 x＝M－1000＝8192－1000 ＝1C18H＝1 1100 000 1 1000B
则赋初值时，TH0＝0E0H，TL0＝18H。
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在方式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数器方式，由TH 的高 8 位和TL的低 5 位组成。 当T0的13位计数器加到全部为 1 以后，再加1就产生溢出， 这时置TCON的TF0为 1 ，同时把计数器全部变 0 ，然后从 0 开始继续计数。 方式0的计数长度M为2的13次方。
C/T＝0，为定时器模式，内部计数器对晶振脉冲12分频后的脉 冲计数，该脉冲周期等于机器周期，所以可以理解为对机器周 期进行计数。从计数值可以求得计数的时间，所以称为定时器 模式。
C/T＝1，为计数器模式，计数器对外部输入引脚T0（P3.4）或 T1（P3.5）的外部脉冲（负跳变）计数，允许的最高计数频率 为晶振频率的1/24。
定时状态: X=M－定时时间/T
而 T=12÷晶振频率
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二、 定时器/计数器控制寄存器TCON
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1 IT1
IE0
IT0
TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、 T1 的溢出标志位,
加法计数器计满溢出时置 1, 申请中断, 在中断响应后自动复
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图4―7 T/C方式1的逻辑结构图
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方式1和方式0的工作原理基本相同，唯一不同是T0和T1工 作在方式1时是16位的计数/定时器。 方式1时的计数长度M是2的16次方。16位的初值直接拆成高 低字节，分别送入TH和TL即可。 工作方式0和工作方式1的最大特点就是计数溢出后，计 数器为全0，因而循环定时或循环计数应用时就存在反复设置 初值的问题，这给程序设计带来许多不便，同时也会影响计 时精度。工作方式2就针对这个问题而设置，它具有自动重装 载功能，即自动加载计数初值，所以也称为自动重加载工作 方式。 在这种工作方式中，16位计数器分为两部分，即以TL0为 计数器，以TH0作为预置寄存器，初始化时把计数初值分别加 载至TL0和TH0中，当计数溢出时，不再象方式0和方式1那样 需要“人工干预”，由软件重新赋值，而是由预置寄存器TH 以硬件方法自动给计数器TL0重新加载。
地址（中断矢量）送入PC, 从而转入相应的中断服务程序。
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中断响应过程，相当于执行了一条隐含的调用指令（或称 隐指令）LCALL。 例如当TF0被置1且得到中断响应时，CPU就自动的执行一 条隐指令“LCALL 000BH”。 应当注意，在中断服务子程序的调用过程中，仅仅保存了 PC的信息，其余的现场信息（如寄存器的值等）都要由编程人 员通过软件来进行保护。 表 4.3 中断服务程序入口地址表
2. 中断优先级控制寄存器IP（0B8H）
(LSB)
－
－
－
PS
PT1 PX1 PT0 PX0
PX0：外部中断0允许位 PT0：定时器/计数器0中断允许位 PX1：外部中断1允许位 PT1：定时器/计数器1中断允许位 PS ： 串行口中断允许位 当两个以上的中断源同时提出申请时，CPU到底相应哪个中断呢？ 中断响应遵循两条规则： （1）低优先级中断可以被高优先级中断所中断，反之不能； （2）一种中断（不论哪个优先级）一旦得到响应，与它同级的中断不能 再中断它。
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4.3.2 定时/计数器中断的初始化
一、 定时器/计数器的方式寄存器TMOD
8位分为两组，高四位控制T1，低4位控制T0。
图 4.2 TMOD各位定义
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对TMOD的各个位的说明：
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GATE位：门控位。GATE＝1时，T0、T1是否计数要受到外部 引脚输入电平的控制若GATE＝0，即不使能门控功能，定时计 数器的运行不受外部输入引脚INT0、INT1的控制。 C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位。
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中断编程中应注意的问题:
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(1） 在 0000H放一条跳转到主程序的跳转指令, 这是因为
MCS-51单片机复位后, PC的内容变为 0000H, 程序从 0000H 开始
执行, 紧接着 0003H是中断程序入口地址, 故在此中间只能插入一 条转移指令; (2） 响应中断时, 先自动执行一条隐指令“LCALL 0013H”, 而 0013H至 001BH（定时器 1 溢出中断入口地址）之间可利用的 存储单元不够, 故放一条无条件转移指令。 (3） 在中断服务程序的末尾, 必须安排一条中断返回指令
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2. 中断源
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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。 3. 中断优先级 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”。