教学目的 ·了解中断的基本概念和功能。 ·掌握中断系统的结构和控制方式。 掌握中断系统的中断处理过程。 用中断系统设计一个手控流水灯控制器。 ·用中断系统设计一个交通信号灯控制器。 学习重点和难点 ·中断响应的条件和中断优先级的应用。 ·外部中断源的扩展方法
教学目的 • 了解中断的基本概念和功能。 • 掌握中断系统的结构和控制方式。 • 掌握中断系统的中断处理过程。 • 用中断系统设计一个手控流水灯控制器。 • 用中断系统设计一个交通信号灯控制器。 • 中断响应的条件和中断优先级的应用。 • 外部中断源的扩展方法
第5章， 中断系统 ·5.1中断系统结构与控制 ·5.2中断处理过程 ·5.3外部中断扩展 ·本章小结 ·习题
第5章 中断系统 • 5.1 中断系统结构与控制 • 5.2 中断处理过程 • 5.3 外部中断扩展 • 本章小结 • 习题
5.1 中断系统结构与控制 。5.1.1中断的概念 ·5.1.2中断的功能 。5.1.3 中断系统结构 ·5.1.4中断系统控制 可
5.1 中断系统结构与控制 • 5.1.1 中断的概念 • 5.1.2 中断的功能 • 5.1.3 中断系统结构 • 5.1.4 中断系统控制
5.1.1 中断的概念 在单片机中，当CPU在执行程序时，由 单片机内部或外部的原因引起的随机事 件要求CPU暂时停止正在执行的程序， 主程序 而转向执行一个用于处理该随机事件的 响应中断 程序，处理完后又返回被中止的程序断 请求 点处继续执行，这一过程就称为中断。 断点 单片机处理中断的4个步骤：中断请求、 中断服务程序 中断响应、中断处理和中断返回。 返回 向CPU发出中断请求的来源，或引起中 主程序 主程序 RETI 断的原因称为中断源。中断源要求服务 的请求称为中断请求。中断源可分为两 大类：一类来自单片机内部，称之为内 部中断源；另一类来自单片机外部，称 之为外部中断源
5.1.1 中断的概念 • 在单片机中，当CPU在执行程序时，由 单片机内部或外部的原因引起的随机事 件要求CPU暂时停止正在执行的程序， 而转向执行一个用于处理该随机事件的 程序，处理完后又返回被中止的程序断 点处继续执行，这一过程就称为中断。 • 单片机处理中断的4个步骤：中断请求、 中断响应、中断处理和中断返回。 • 向CPU发出中断请求的来源，或引起中 断的原因称为中断源。中断源要求服务 的请求称为中断请求。中断源可分为两 大类：一类来自单片机内部，称之为内 部中断源；另一类来自单片机外部，称 之为外部中断源。 主 程 序 中 断 服 务 程 序 返回 主程序 主 程 序 断点 RETI 响应中断 请求
5.1.2 中断的功能 ● 中断系统是指能实现中断功能的硬件和软件。 ● 中断系统的功能一般包括以下几个方面。 进行中断优先级排队 实现中断嵌套 自动响应中断 实现中断返回 中断的特点。 可以提高CPU的工作效率 实现实时处理 处理故障
5.1.2 中断的功能 • 中断系统是指能实现中断功能的硬件和软件。 • 中断系统的功能一般包括以下几个方面。 l 进行中断优先级排队 l 实现中断嵌套 l 自动响应中断 l 实现中断返回 • 中断的特点。 l 可以提高CPU的工作效率 l 实现实时处理 l 处理故障
5.1.2 中断的功能 (1)进行中断优先级排队 通常，单片机中有多个中断源，设计人员能按轻重缓急给 每个中断源的中断请求赋予一定的中断优先级。 当两个或两个以上的中断源同时清求中断时，CPU可通过 中断优先级排队电路首先响应中断优先级高的中断请求， 等到处理完优先级高的中断请求后，再来响应优先级低的 中断请求
5.1.2 中断的功能 (1) 进行中断优先级排队 • 通常，单片机中有多个中断源，设计人员能按轻重缓急给 每个中断源的中断请求赋予一定的中断优先级。 • 当两个或两个以上的中断源同时请求中断时，CPU可通过 中断优先级排队电路首先响应中断优先级高的中断请求， 等到处理完优先级高的中断请求后，再来响应优先级低的 中断请求
3、中断优先级 当系统中有多个设备提出中断请求时，就有一个该响应谁的问题，也就是一个优先级的问题。解决优先级的问题一般可有三种方法： 软件查询法、简单硬件方法及专用硬件方法。 1)软件查询法 只需有简单的硬件电路，如将A、B、C三台设备的中断请求信号“或”后 保护现场 作为系统ITR,这时，A、B、C三台设备中只要至少有-台设备提出中断请 求，都可以向U发中断请求。进入中断服务子程序后，再用软件查询的方式 A申请服务？ 分别树不同的设备的服务，查询程序的设计思想同查询武，查询的前后顺序 就给出了设备的优先级，如图6所示。 外设A中断服务程序 B申请服务？ 外设B中断服务程序 Y C申请服务9？ 外设c中断服务程序 图鄱6中断优先级软 件查询法 恢复现场
2)简单硬件方法 以链式中断优先权排队电路为例 瘗本设计级：将所有的设备连成一条链，靠近C的设备优先级最 中断响应来自CPU) 高，越远的设备优先级别越低，则发出中断响应信号，若级别高的设备发 F/FAs中断输入1 出了中断请求，在它接到中断响应信号的同时，封锁其后的较低级设备使 A 中断输出1 得它们的中断请求不能响应，只有等它的中断服务结束以后才开放，允许 为低级的设备服务。如图7所示。 /FB←中断输入2 B2 中断输出2 /Cs中断输入3 中断输出3 F/FD s中断输入4 中断输出4 F/RE中断输入5 图7链式中断优先 E 级队电路 中断输出5
3)专用硬件方式 采用可编程的中断控制器芯片，如Inte18259A。 中断控制器 CPU. IRp INT 设备A IR int 设备B INTA INTA INT INT IR INT 设备H 图8中断控制器的系统连接
5.1.2中断的功能 (2)实现中断嵌套 CPU在响应某一中断源中断请求而进行中断处理时，若有 中断优先级更高的中断源发出中断请求，CPU会暂停正在 执行的中断服务程序，转向执行中断优先级更高的中断源 的中断服务程序，等处理完这个高优先级的中断请求后， 再返回来继续执行被暂停的中断服务程序。这个过程称为 中断嵌套
5.1.2 中断的功能 (2) 实现中断嵌套 • CPU在响应某一中断源中断请求而进行中断处理时，若有 中断优先级更高的中断源发出中断请求，CPU会暂停正在 执行的中断服务程序，转向执行中断优先级更高的中断源 的中断服务程序，等处理完这个高优先级的中断请求后， 再返回来继续执行被暂停的中断服务程序。这个过程称为 中断嵌套