单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.2 中断系统及应用,4.2.1 中断有关的概念,4.2.2 8051中断标志及控制存放器,中断响应的条件及响应过程,4.2.4 中断程序设计思想,4.2.5 中断应用程序设计举例,中断有关的概念,中断：利用软硬件配合，根据某种需要断开正在执行的程序而转向另一专门 程序，结束后再返回到原断开处继续执行被中止的程序，这个过程称为中断。,中断效劳程序或中断处理程序：中断后转向执行的程序。,断点：原程序被断开的位置(地址)。,中断源：发出中断信号的设备。,中断请求或中断申请：中断源要求中断效劳所发出的标志信号。,中断源包括:外部设备如键盘、打印机、磁盘驱动器等，还有内部定时器、故障源,以及根据需要人为设置的中断源等等。,中断响应：中断源向CPU发出中断申请，CPU经过判断认为满足条件，那么对中断源作出的答复。,中断流程,引入中断的主要优点是：,实现分时操作，解决了快速CPU与慢速外设的矛盾，可以实现CPU与外部设备同时工作。,实现实时处理，中断源根据外界信息变化可以随时向CPU发出中断请求，假设条件满足，CPU会马上响应，对中断要求及时处理。假设用查询方式往往不能及时处理。,故障处理。计算机在运行时往往会出现一些故障，如电源断电、运算溢出等，有了中断系统，当出现故障时，CPU可即时转去执行故障处理程序，自行处理故障而不必停机。,1外部中断源,2个：INT0(P3.2)、INT1(P3.3),由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。,由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。,2内部中断源,T0溢出中断：定时/计数器0中断，由T0溢出引起。,T1溢出中断：定时/计数器1中断，由T1溢出引起。,串行口中断TI/RI：串行I/O中断，完成一帧字符发送/接收引起。,805l单片机共有5个中断：,4.2.2 8051中断标志及控制存放器,一、中断标志存放器TCON、SCON,TCON是定时计数器控制存放器,SCON是串行口控制存放器,1TCON 中断标志位,TCON存放器中与中断有关位如下：,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TF1和TF0定时器溢出中断申请标志位。,IE1和IE0外部中断申请标志位。IE11表示外部中断1(1NT1)发出中断申请；IE0=1表示外部中断0(1NT0)发出中断申请。,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,IT1和IT0外部中断触发方式控制位。,IT11 边沿触发方式,INT1端有下跳变 时，发出中断申请，把IE1置“1；,IT1=0 电平触发方式,INT1端加低电平时，发出中断申请，把1E1置“1。,只有外部中断才有中断触发方式控制。,在边沿触发方式，中断响应后由硬件自动去除中断标志IE1和IE0。,在电平触发方式，无论硬件或软件均不能去除中断标志位，只有把INT1或INT0端的低电平撤掉，才能去除IT1或IT0。,2SCON 中断标志位,SCON 存放器只有最后两位TI(D1)和RI(D0)与中断有关。,99H 98H,SCON(98H),TI串行口发送中断标志。,在串行通信过程中，CPU每发送完一帧数据自动把TI置“1，表示发送结束申请中断。,RI串行口接收中断标志。,串行口通信时，每接收完一帧数据，那么把RI置“1，表示接收结束、发出中断申请。,注意：中断响应后，RI或TI不能自动去除，必须由软件来去除。编程时要注意在中断效劳程序中使用CLR RI或CLR TI指令使RI或TI清零。,TI,RI,二、中断优先级控制存放器IP,8051单片机内有 5个中断。假设有两个以上中断同时发出中断请求，先响应哪一个的申请那么是CPU必须解决的问题,中断优先级：根据每个中断源的重要程度和中断请求的紧急程度，事先排好一个响应中断的顺序,这个顺序叫中断优先级。,1自然优先级机器内预先安排好的中断顺序,外部中断0(INT0)最高级,定时器T0中断,外部中断1(INT1),定时器T1中断,串行口中断 最低级,T0、T1同时发出中断申请，CPU自然会先响应T0的中断请求。因为T0的优先级比T1优先级高。,2优先级设定,通过对优先级控制存放器IP的设置，把中断源分成两大类：,高优先级中断源和低优先级中断源。,假设同一级有几个中断源申请，那么按自然优先级顺序响应。,IPB8H格式如下：,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,INT0 中断优先级控制位,T0 中断优先级控制位,INT1 中断优先级控制位,T1中断优先级控制位,串行口 中断优先级控制位,PS,PT1,PX1,PT0,PX0,指令 MOV IP，#09H；,把T1、INT0设置为高优先级，其余为低优先级。,假设T1、INT0同时发出中断申请，按自然优先级，先响应外部中断即INT0，后响应定时器T1的中断。,三、中断允许控制存放器(IE),中断源发出中断请求后，能否被CPU响应，还要由中断允许控制存放器的状态决定。IE通过软件设置，IE的格式如下：,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,IE,(A8H),INT0中断允许/禁止位,T0中断允许/禁止位,INT1中断允许/禁止位,T1中断允许/禁止位,串行口中断允许/禁止位,总中断允许/禁止位,ES、ET1、EX1、ET0、EX0某位为“l，那么允许相应中断源中断，为“0那么禁止该中断源中断(该中断被屏蔽)。,EA是5个中断源的总控制位。EA=1允许有中断，但具体允许哪一个中断源中断，还要看相应控制位是否为“1。假设EA0禁止全部中断，即使五个中断源相应控制位为“1也不能响应中断请求。,EA,ES,ET1,EX1,ET0,EX0,例如，假设允许T0中断，禁止其它中断，那么中断允许控制字为82H(EA1，ET01)，由送数指令设置。,方法一：,程序,MOV IE，#82H ；IE存放器送入控制字,方法二：,由于IE存放器可以位寻址，也可用位寻址指令设置它。,程序,SETB EA ；开总中断,SETB ET0 ；T0中断允许,805l系统复位后，IE、IP都被清0，假设使用中断必须由程序事先对二者进行设置。,中断响应的条件及响应过程,中断源发出中断请求后，要得到CPU的响应是有条件的。,根本条件如下：,首先中断源要发出中断请求，即把中断标志存放器TCON、SCON相应位置“1。,中断总允许位EA1，CPU允许响应中断申请。,IE存放器相应中断允许位置“1，允许该中断源发出中断申请，进行中断。,没有更高一级中断响应。,中断响应的条件及响应过程,中断响应过程：,当中断条件满足后，CPU响应中断。,这时，硬件自动产生长调用LCALL指令。此指令把主程序断点地址压入堆栈，然后把中断效劳程序入口地址装入PC。在PC指引下进入中断效劳程序。,中断效劳程序最后都必须有一条中断返回指令RETI。当执行RETI时把程序断点弹出并送往PC，这样程序又返回到主程序断点处，继续执行主程序。,例如，定时器T0溢出时发出中断申请，把TCON中的溢出标志位TF0置“1。,此时假设无更高级中断被响应，而且EAl、ET0l(EA、ET0在T0初始化时已设置好)。这时满足了CPU响应T0中断的条件，那么立刻响应中断，通过中断地址入口转去执行T0中断效劳程序。,注意：正在执行一条指令的过程中，不能响应中断；另外，在执行RETI或读写IE或IP之后，不能马上响应中断请求，至少在执行一条其它指令之后才会响应。,4.2.4 中断程序设计思想,中断系统虽是硬件系统，但必须由相应软件配合才能正确使用。设计中断程序需要弄清以下几个方面的问题。,一、中断程序设计的任务,设置中断允许控制存放器IE，允许相应中断源中断。,设置中断优先级存放器IP，选择、分配所使用中断源的优先级。,假设是外部中断源，还要设置中断请求触发方式IT1或IT0，决定采用边沿触发方式还是电平触发方式。,编写中断效劳程序，处理中断请求。,前3条一般放在初始化主程序中。,例如,，假设允许外部中断0中断，并设定它为最高级中断，其它中断源为低级中断，采取边沿触发方式。在主程序中可使用如下指令：,SETB EA ;开总中断,SETB EX0 ；允许外部中断0产生中断,SETB PX0 ；外部中断0为高级中断,SETB IT0 ；外部中断0申请信号为边沿触发方式,二、中断入口地址,中断入口地址和中断源是一一对应关系。,MCS51系列有5个中断对应5个入口地址：,中断源 入口地址,INT0 0003H,T0 000BH,INT1 0013H,T1 001BH,串行口 0023H,中断效劳程序必须从相应入口地址开始存放。当中断响应时由硬件生成的长调用指令(LCALL)先把断点压入堆栈保存，然后把上述相应入口地址装入PC。中断效劳程序从入口地址开始执行，直到返回指令RETI为止。,三、采用中断时主程序结构,常用程序结构如下：,ORG 0000H ；程序起始地址,LJMP MAIN ；跳转到主程序入口地址,ORG 中断入口地址,LJMP INT ；跳转到中断效劳程序,MAIN：主程序,INT：中断效劳程序,注意：多个ORG地址必须由小到大排列。,四、中断效劳程序根本结构,关中断,保护现场,开中断,中断处理,关中断,恢复现场,开中断,中断返回,4.2.5 中断应用程序设计举例,例1 使用定时器定时，每隔10s使与P10口连接的发光二极管闪烁10次；设 P1.0高电平灯亮，反之灯灭。,分析：中断源T0，入口地址000BH。当T0溢出时TF0为“l发出中断申请，条件满足CPU响应，进入中断处理程序。,置循环常数,T0初始值,闪烁常数,开中断,启动T0,置循环常数,Y,Y,N,重装常数,10s?,灯闪,10次?,置循环常数,N,主程序框图,中断效劳程序框图,主程序中要进行中断设置和定时器初始化，中断效劳程序中安排灯闪烁。程序如下：,ORG 0000H ；程序起始地址,LJMP MAIN ；主程序入口地址,ORG 000BH ；T0中断入口地址,LJMP INT ；中断人口地址,ORG 0100H,MAIN：MOV R0，#200 ；10s循环次数,MOV TMOD，#01H ；T0定时方式1,MOV TH0，#3CH ；50MS初值高位,MOV TL0，#0B0H；50ms初值低位,MOV R1，#10 ；闪烁次数,SETB EA ；开总中断,SETB ET0 ；开T0中断,SETB TRO ；启动T0,LP：SJMP LP ；循环等待中断,INT：MOV TH0,#3CH,MOV TL0,#0B0H,DJNZ R0，DE ；R00，不到10s，灯不闪，直接返回,MOV R0，#200 ；重装定时常数,DE0：SETB P1.0 ；R00，10s到，灯闪烁,LCALL DELAY,CLR P1.0 ；闪烁,LCALL DELAY,DJNZ R1，DE0 ；R,1,0，不够10次继续闪，闪够10次中断返回,MOV R1，#10 ；重装闪烁次数,DE：RETI,DELAY：MOV R6，#0FFH,DL0：MOV R7，#0FFH,DL1：NOP,DJNZ R7，DL1,DJNZ R6，DL0,RET,END,定时/计数器及中断系统综合,【例】设MCS-51单片机系统时钟频率fosc为6MHz，请编出利用定时/计数器T0在P1.0引脚上产生周期为2秒，占空比为50%的方波信号的程序,1主程序,任务：1T0工作方式的设定：,选择方式116位方式,最大定时131ms,2定时常数的设定：TC=216-100ms/2s=15536=3CB0H,即：TH0应装3CH，TL0应装B0H。,3中断管理：允许T0中断，开放总中断,即：IE应装10000010B。,4启动定时器T0：SETBTR0,5设置软件计数器初值：如使用R7,即R7应装0AH,6动态停机：SJMP$,主程序如下：,MAIN：MOVTMOD，#01H；设定T0为方式1,MOVTH0，#3CH；装入定时常数高8位,MOVTL0，#0B0H；装入定时常