单片机中断处理技术详解与应用实例
单片机 中断处理
单片机中断处理【实用版】目录1.什么是单片机中断处理2.单片机中断处理的作用和优势3.单片机中断处理的工作原理4.单片机中断处理的应用实例5.单片机中断处理的注意事项正文一、什么是单片机中断处理单片机中断处理是指在单片机系统中，当某个外部事件发生时，单片机会暂停当前正在执行的任务，转去处理这个外部事件，处理完外部事件后再回到原来暂停的任务继续执行。
这种机制可以使单片机更加高效地响应和处理各种外部事件，实现多道程序设计的必要条件。
二、单片机中断处理的作用和优势1.提高系统响应速度：当有外部事件发生时，单片机可以立即暂停正在执行的任务，转去处理外部事件，使系统能够快速地响应和处理各种突发情况。
2.实现多道程序设计：通过中断处理，单片机可以在一个循环中执行多个任务，实现多道程序设计，提高系统运行效率。
3.提高系统稳定性：当发生外部事件时，单片机可以及时地处理这些事件，避免系统崩溃或数据丢失，提高系统的稳定性。
三、单片机中断处理的工作原理单片机中断处理的工作原理主要包括以下几个步骤：1.中断请求：当外部事件发生时，会向单片机发送一个中断请求信号，告诉单片机有外部事件需要处理。
2.中断响应：单片机接收到中断请求信号后，会立即暂停正在执行的任务，并将当前任务的状态保存在内存中。
3.中断处理：单片机根据中断请求信号的类型，调用相应的中断处理函数，处理外部事件。
4.中断返回：处理完外部事件后，单片机会返回到原来暂停的任务，继续执行被暂停的任务。
四、单片机中断处理的应用实例1.按键触发：当用户按下某个按键时，单片机接收到按键信号，立即暂停当前任务，执行按键处理函数，判断按键的类型，并根据按键类型执行相应的操作。
处理完按键事件后，单片机返回原来暂停的任务。
2.传感器触发：当某个传感器检测到外部环境变化时，会向单片机发送一个中断请求信号。
单片机接收到信号后，立即暂停当前任务，执行传感器处理函数，读取传感器数据，并根据数据执行相应的操作。
单片机外部中断原理及应用
单片机外部中断原理及应用单片机是一种集成电路，可以执行特定任务的微型计算机。
它被广泛应用于各种电子产品中，如电视机、洗衣机、空调等。
为了提高单片机的灵活性和扩展性，可以通过外部中断来实现对特定事件的响应。
本文将探讨单片机外部中断的原理及其应用。
一、单片机外部中断的原理外部中断是指当某个特定的事件发生时，使单片机将正常的程序执行中断，转而去执行与该事件相关的程序。
在单片机中，外部中断信号通过引脚同内部中断控制电路相连。
当引脚的电平发生变化时，中断控制电路就会引起一个中断请求。
接下来，我们将详细介绍外部中断的工作原理。
1.引脚配置：首先，需要将外部中断所连接的引脚配置为中断引脚。
这通常是通过配置相应的寄存器来实现的。
具体的配置方法可能因不同的单片机而有所不同。
2.中断优先级：各个外部中断的优先级需要正确地设置。
当多个中断请求同时发生时，单片机应该按照设定的优先级执行相应的中断程序。
3.中断屏蔽：有时，我们可能不希望某些中断请求引起中断。
在这种情况下，可以设置相应的中断屏蔽。
屏蔽某个中断请求后，单片机将不会对该请求进行响应。
4.中断触发方式：外部中断可以基于边沿触发或电平触发。
在边沿触发中断中，中断请求的触发方式可以为上升沿触发、下降沿触发或双边沿触发；而在电平触发中断中，中断请求的触发方式可以为高电平触发或低电平触发。
5.中断服务程序：当发生中断时，单片机将会执行与该中断相关的中断服务程序。
中断服务程序是一段特定的代码，用于处理中断事件。
二、单片机外部中断的应用外部中断在单片机的应用中起到了关键作用。
通过外部中断，单片机可以及时响应外部事件，并执行相应的处理程序。
下面将以一个具体的应用场景来说明外部中断的应用。
假设我们正在设计一款智能家居系统，该系统可以通过远程控制来控制家中的灯光。
我们使用一个红外遥控器来发送控制码，单片机则通过外部中断来接收红外信号并解码。
1.硬件连接：将红外接收模块连接到单片机的外部中断引脚上。
单片机中断技术及外部中断
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四．51单片机外部中断源应用步骤
1．设置外部中断请求允许位，设置IE寄存器中的EA、
EX1、EX0； 2．选择合适的外部中断请求触发方式，设置TCON寄存器中
的IT1、IT0；
3．编写中断服务函数，函数格式为：
返回值 函数名（[参数]） interrupt n [using m]
的能力。
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本次课讲解内容
一. 单片机与外设数据传递方式 二. 单片机中断技术基础 三. 51单片机的外部中断源 四. 51单片机外部中断源应用步骤 五. 51单片机外部中断的应用实例
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一. 单片机与外设数据传递方式
1．无条件传送：不考虑外设状态信息，直接传送数据。 2．查询传送：不断查询外设状态信息，判断后决定是否传送数据。 3．中断传送：由外设主动向控制器提出申请的数据传送方式。 4. DMA传送：直接存储器存取，需要DMA控制器来完成而不需CPU干预。
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4．中断请求的开放与关闭
当CPU处于中断请求允许状态时，才能接受中断源的中断申请。反之，当CPU处 于关中断请求禁止状态时，则不能接受中断源的中断申请。
AT89S51的中断允许寄存器IE
特点: 8位、可位寻址、复位后内容为00H； 作用: 控制中断源申请的开放和关闭（两级控制允许位）；
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3．定时器控制寄存器TCON 特点: 8位、可位寻址、复位后内容为00H； 作用: 为外部中断源和定时/计数功能服务；
TCON寄存器 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0: INT0^中断请求触发标志位，1为负边沿触发，0为低电平触发； IE0: INT0^中断请求标志位； IT1: INT1^中断请求触发标志位，1为负边沿触发，0为低电平触发；
单片机中的中断
CHAPTER
中断与其他功能的协同工作
定时器中断
利用定时器中断可以实现精准的时间间隔控制，用于定时任务、时间基准等。
定时器触发中断
定时器除了自身产生中断外，还可以触发其他中断服务程序（ISR）的执行，实现更复杂的任务调度。
06
CHAPTER
中断在实际应用中的注意事项与案例分析
中断优先级
多任务系统
02
在多任务系统中，多个任务可能同时产生中断。通过合理设置中断优先级和实现中断嵌套，可以确保系统在多任务环境下高效运行，并避免任务之间的冲突和干扰。
通信协议栈
03
在通信协议栈中，不同层级的协议可能产生不同优先级的中断。通过设置合适的中断优先级和实现中断嵌套，可以确保协议栈在通信过程中及时响应和处理各种事件和数据包。
单片机中断系统
在单片机应用中，中断常用于实现实时控制、数据采集、通信等功能。例如，当外部按键按下时，可以通过中断程序实现单片机对按键的响应和处理。
中断应用场景
02
CHAPTER
中断系统的组成
来自单片机外部的事件或信号，如按键、传感器等输入。
外部中断请求
由单片机内部的定时器溢出或达到预设值产生的中断。
全局变量可能会被其他程序修改，导致中断处理程序出现异常。
避免在中断处理程序中使用全局变量
如果多个中断源同时触发，可以使用中断嵌套的方式，让高优先级的中断先得到处理。
使用中断嵌套
定时器中断可以用于定时任务的处理，减少外部中断的使用，提高单片机的稳定性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ使用定时器中断代替外部中断
04
CHAPTER
中断优先级与中断嵌套
在单片机系统中，多个中断源可能同时产生中断请求，因此需要设定不同的优先级，以确保中断处理顺序的正确性。
51单片机中断程序例子
51单片机中断程序例子
1. 外部中断：当外部信号引脚检测到高电平时，单片机会触发外部中断服务程序。
可以利用外部中断实现按键扫描功能，当按键按下时，触发中断程序对按键进行处理。
2. 定时器中断：利用定时器中断可以实现精确的时间控制。
例如，我们可以设置定时器中断为1秒，当定时器溢出时，触发中断程序，实现1秒钟执行一次的任务。
3. 串口中断：当接收到串口数据时，单片机会触发串口中断服务程序，可以利用串口中断实现串口通信功能。
4. ADC中断：当模数转换器完成一次转换时，单片机会触发ADC中断服务程序，可以利用ADC中断实现模拟信号的采集和处理。
5. 看门狗中断：看门狗定时器溢出时，单片机会触发看门狗中断服务程序，可以利用看门狗中断实现系统复位或其他相关功能。
6. 外部中断优先级：当多个外部中断同时触发时，可以通过设置外部中断的优先级来确定触发的顺序和优先级。
7. 定时器中断优先级：当多个定时器中断同时触发时，可以通过设置定时器中断的优先级来确定触发的顺序和优先级。
8. 中断嵌套：单片机支持中断嵌套，即在一个中断服务程序中触发
另一个中断服务程序，可以通过中断嵌套实现复杂的任务处理。
9. 中断屏蔽：单片机支持对中断的屏蔽，即可以通过设置中断屏蔽标志位来屏蔽某些中断，使其暂时不被触发。
10. 中断标志位：单片机提供中断标志位，用于标识中断是否被触发。
在中断服务程序中，可以通过读取和清除中断标志位来判断中断是否发生。
以上是根据51单片机中断程序的例子进行的描述，这些例子涵盖了常见的中断类型和相关功能。
通过学习和理解这些例子，可以更好地掌握51单片机中断编程的原理和方法。
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。
单片机中的中断处理技术及其在实时系统中的应用
单片机中的中断处理技术及其在实时系统中的应用引言单片机是一种能够在单个集成电路中实现微处理器功能的芯片。
中断是单片机中非常重要的一种技术，它能够在特定的事件发生时打断当前的程序执行，优先处理紧急事件。
本文将介绍单片机中的中断处理技术及其在实时系统中的应用。
一、中断处理技术的原理中断处理技术允许外部设备在特定条件下打断当前的执行流程，转而去执行中断服务程序。
中断处理器（INTERRUPT）是CPU中的一个模块，负责检测和处理外部中断请求。
它具有下列基本功能：1. 检测：中断处理器通过检测中断请求信号来判断是否发生了中断。
2. 响应：一旦检测到中断请求，中断处理器将产生中断嵌套层数+1的中断嵌套层数信息，并从中断向量表中找到特定的中断服务程序地址。
3. 执行：执行中断服务程序。
4. 恢复：处理完中断服务程序后，中断处理器将中断嵌套层数-1，并从中断堆栈中恢复程序执行。
二、中断处理技术的分类中断处理技术按照中断源、中断类型和中断优先级等不同特征可分为多种类型。
以下是常见的几种中断处理技术：1. 外部中断：由外部设备触发的中断，比如按键中断、定时器中断和外部设备的中断请求。
2. 内部中断：由CPU内部产生的中断，比如程序运行错误、算数溢出等。
3. 软件中断：由指令中的软件中断指令触发的中断。
4. 异常：由非法的程序操作或错误的指令导致的中断。
5. 中断优先级：当多个中断同时发生时，按照预先设置的优先级决定哪个中断被处理。
三、实时系统中的中断处理技术的应用实时系统对于时间敏感型任务具有严格的响应时间要求，而中断处理技术能够更好地满足这种要求，因此在实时系统中广泛应用。
以下是中断处理技术在实时系统中的应用：1. 用于硬件定时实时系统中的任务具有时间性要求，通过设置定时器中断可以精确地控制任务的执行时间。
通过中断处理技术，我们可以在需要时及时进行任务切换，并保证任务的及时执行。
2. 管理外部事件实时系统通常需要处理多个外部事件，如传感器输入、通信接收等。
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
单片机中断机制原理与应用
单片机中断机制原理与应用单片机中断机制是指在单片机运行过程中，当外部事件发生时，中断信号能够打断当前的程序执行，转而执行与该中断相关的程序。
中断机制通过提供一种异步的、及时响应外部事件的方式，提高了单片机的运行效率和处理能力。
一、中断机制的原理中断机制主要由中断请求、中断响应和中断处理三个部分组成。
1. 中断请求：中断请求是由外部设备向单片机发送的信号，用来表示某个事件发生了。
例如，外部设备需要向单片机传输数据或者有紧急事件需要处理时，就会发送中断请求。
中断请求一般通过引脚来传递，当中断请求信号为高电平时，表示中断请求发生。
2. 中断响应：当单片机接收到中断请求信号后，会检查是否允许中断发生。
单片机通常有一个或多个中断允许位，用来控制各个中断源的优先级和响应情况。
如果中断允许位为1，则表示允许该中断发生，单片机将进入中断响应的状态。
3. 中断处理：中断处理是指单片机在接收到中断请求后，暂停当前程序的执行，转而执行与该中断相关的程序。
中断处理过程包括保存当前程序的现场状态、执行中断服务程序、最后恢复现场并返回到原来的程序继续执行。
二、中断机制的应用中断机制在单片机的应用中起到了重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 外部设备的数据传输：当外部设备需要与单片机进行数据传输时，可以利用中断机制来实现。
通过中断请求信号触发单片机的中断响应，使得单片机能够及时响应外部设备的数据传输请求。
这种方式可以减少对单片机的轮询，提高系统的响应速度和效率。
2. 定时器应用：单片机中一般都内置了定时器模块，可以通过中断机制实现定时器的应用。
通过设置定时器中断允许位和初始化定时器计数值，可以实现在特定的时间间隔触发中断请求。
这个特性在实时系统中具有很重要的意义，可以及时响应并处理一些实时任务。
3. 外部事件的处理：一些外部事件，如按键输入、传感器检测等，需要及时响应并进行处理。
通过中断机制，可以实现对这些外部事件的即时检测和响应。
单片机中的中断接口设计与应用
单片机中的中断接口设计与应用中断是单片机系统中的重要功能，通过中断机制可以实现对外部事件的快速响应和处理。
在单片机中，中断接口的设计和应用对系统的稳定性和实时性至关重要。
本文将详细介绍单片机中的中断接口设计原理、常见应用场景以及中断服务程序的编写方法。
一、中断接口设计原理中断接口是单片机与外部设备之间的桥梁，它负责将外部设备的中断请求信号转换为单片机内部可以识别和处理的信号。
中断接口通常包括中断源、中断控制器和中断标志三部分。
1. 中断源：中断源是导致中断的触发事件。
常见的中断源包括外部中断、定时器/计数器中断、串口中断等。
每个中断源都有一个对应的触发条件，当满足触发条件时，引发中断。
2. 中断控制器：中断控制器是对中断进行管理和分配的硬件模块。
它根据中断源的优先级和屏蔽状态，将中断请求分配给相应的中断服务程序。
3. 中断标志：中断标志用于指示是否发生了中断事件。
单片机中的寄存器通常用于存储中断标志位，当对应的中断源触发时，相应的中断标志位被置位。
基于以上原理，我们可以设计出灵活、高效的中断接口，为单片机系统提供可靠的中断功能。
二、常见的中断应用场景1. 外部中断应用：外部中断是单片机系统中最常见的中断类型之一。
它可以用于检测外部触发事件，如按键、传感器信号等。
当触发事件发生时，外部中断引脚将产生一个中断请求信号，单片机将暂停当前任务，转而处理中断服务程序。
外部中断广泛应用于自动控制、物联网等领域。
2. 定时器/计数器中断应用：定时器/计数器中断是基于固定时间间隔的中断类型。
通过设置定时器/计数器的计数值和工作模式，可以产生固定周期的中断请求。
定时器/计数器中断常用于实时系统、数据采集等场景，用于定时触发任务和实现精确的时间同步。
3. 串口中断应用：串口中断用于处理串口数据传输过程中的中断事件。
在串口通信中，接收到数据、发送完成等事件都会触发中断请求。
通过串口中断，单片机可以实现异步串口通信，提高数据传输的可靠性和效率，广泛应用于通信、远程控制等领域。
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单片机中断处理技术详解与应用实例引言：
单片机中断处理技术是嵌入式系统设计中十分重要的一部分。
通过合理利用中断处理技术，可以提高单片机系统的效率和可靠性。
本文将详细介绍单片机中断处理技术的原理和应用实例，并对其在嵌入式系统中的重要性进行探讨。
一、中断处理技术的原理
中断处理技术是一种有效的事件驱动型编程方法，它在单片机工作过程中，能够在特定的事件发生时，立即打断当前正在执行的程序，转而处理该事件，从而提高系统的响应速度和执行效率。
在单片机系统中，中断分为外部中断和内部中断两种类型。
1. 外部中断
外部中断是指单片机通过外部引脚接收到的中断信号，例如按键触发的中断。
当外部中断条件满足时，单片机会立即跳转到指定的中断服务子程序（ISR）进行处理。
外部中断可以通过使能寄存器和中断标志位进行控制，并且可以设置不同的中断触发方式，例如上升沿触发、下降沿触发或边沿触发等。
2. 内部中断
内部中断是指单片机内部发生的事件触发的中断，例如定时器溢出中断。
内部中断由单片机内部硬件电路自动检测和触发，当中断条件满足时，单片机会自动跳转到相应的中断服务子程序进行处理。
内部中断的触发和控制一般通过相关的中断使能寄存器和中断标志位实现。
二、中断处理技术的应用实例
中断处理技术在嵌入式系统设计中广泛应用，下面将介绍几个具体的应用实例，以便更好地理解中断处理技术的应用。
1. 按键中断处理
在很多嵌入式系统中，通过按键进行各种控制操作是常见的需求。
通过使用中
断处理技术，可以实现对按键的快速响应。
当按键被按下时，触发对应的外部中断，单片机会立即跳转到中断服务子程序进行处理，从而实现对按键事件的响应。
通过合理设计中断服务子程序，可以实现按键的消抖、长按检测和多按键组合等功能。
2. 定时器中断处理
定时器是嵌入式系统中常用的计时和计数手段。
通过设置定时器中断，可以在
特定的时间间隔内生成中断请求，从而实现时间精确控制。
在定时器中断服务子程序中，可以进行各种时间相关的操作，例如测量时间、控制外设、更新显示等。
定时器中断处理还可以用于周期性任务的调度，例如实时操作系统（RTOS）中的任
务调度。
3. 串口中断处理
串口通信在嵌入式系统中非常常见。
通过使用串口中断处理技术，可以在数据
接收或发送完成时触发中断，并立即处理接收到的数据或发送下一组数据。
通过中断驱动的方式，可以实现高效的数据传输和处理。
串口中断处理还可以用于实现通信协议，例如处理数据包的解析和封装等。
三、中断处理技术的重要性
中断处理技术在嵌入式系统设计中起着至关重要的作用，它能够大大提高系统
效率和可靠性。
1. 提高系统响应速度
通过中断处理技术，可以立即响应系统中发生的事件，从而提高系统的响应速度。
当外部中断或内部中断触发时，单片机会立即跳转到中断服务子程序进行处理，而不需要等待当前执行的程序结束。
这种事件驱动的编程方法，使得系统能够在最短时间内响应外部事件，提高系统的实时性和灵活性。
2. 提高系统资源利用率
中断处理技术允许系统在执行其他任务的同时，处理中断请求。
与轮询的方式
相比，中断处理技术能够更高效地利用系统资源。
通过合理设计中断服务子程序的处理逻辑，可以充分利用单片机的计算能力和存储空间，提高系统的整体效率。
3. 提高系统可靠性
中断处理技术可以有效应对系统中的各种异常情况，例如硬件错误、通信故障
和外部干扰等。
通过设置相应的中断标志和错误处理机制，可以在异常发生时及时进行处理和恢复，提高系统的可靠性和鲁棒性。
中断处理技术还能够保护关键数据的完整性，在系统异常情况下避免数据丢失或损坏。
结论：
单片机中断处理技术是嵌入式系统设计中不可或缺的重要技术之一。
通过合理
利用中断处理技术，可以提高系统的响应速度、资源利用率和可靠性，进一步优化嵌入式系统的性能。
在实际应用中，针对不同的需求和系统特点，可以灵活地选择和设计中断处理技术，以实现最佳的效果。