第5章MCS-51单片机的中断系统 5.1微型计算机中断技术概论 5.1.1中断的概念 定义:计算机在执行某一程序的过程中, 由于计算机系统之外的某种原因,有必要 尽快地中止当前程序的运行,而去执行相 应的处理程序,待处理程序结束后,再返 回来继续执行被中止了的那个程序。这种 某一程序在执行过程中由于外界的原因, 中间被打断的情况就称为“中断
第5章 MCS-51单片机的中断系统 5.1 微型计算机中断技术概论 5.1.1 中断的概念 ➢定义：计算机在执行某一程序的过程中， 由于计算机系统之外的某种原因，有必要 尽快地中止当前程序的运行，而去执行相 应的处理程序，待处理程序结束后，再返 回来继续执行被中止了的那个程序。这种 某一程序在执行过程中由于外界的原因， 中间被打断的情况就称为“中断”
中断功能 (1)可实现高速CPU与慢速外设之间的配合。因为许多外围设 备的速度比CPU慢,二者间无法同步地进行数据交换。为此 可通过中断方式实现CPU与外围设备之间的协调工作。 (2)可实现实时处理。实时处理是自动控制系统对计算机提出的 要求,各控制参量可以随时向CPU发出中断申请,而CPU也 必须做出快速响应和及时处理,以便使被控对象总保持在最 佳工作状态。 (3)实现故障的紧急处理。当外围设备或计算机出现故障时,可 以利用中断系统请求CPU及时处理这些故障。 (4)便于人机联系。操作人员可以利用键盘中断等,实现人机联 系,完成人的干预
➢中断功能 (1)可实现高速CPU 与慢速外设之间的配合。因为许多外围设 备的速度比CPU慢，二者间无法同步地进行数据交换。为此 可通过中断方式实现CPU与外围设备之间的协调工作。 (2)可实现实时处理。实时处理是自动控制系统对计算机提出的 要求，各控制参量可以随时向CPU发出中断申请，而CPU也 必须做出快速响应和及时处理，以便使被控对象总保持在最 佳工作状态。 (3) 实现故障的紧急处理。当外围设备或计算机出现故障时，可 以利用中断系统请求CPU及时处理这些故障。 (4)便于人机联系。操作人员可以利用键盘中断等，实现人机联 系，完成人的干预
5.1.2中断处理过程 执行一条指令 取下一条指令 1.保护现场与恢复现场 2.开中断与关中断 保护现场和断点 >3.中断服务 >4.中断返回 恢复现场 图5-1中断处理流程
5.1.2中断处理过程 ➢ 1. 保护现场与恢复现场 ➢ 2. 开中断与关中断 ➢ 3.中断服务 ➢ 4.中断返回 执行一条指令 有中断请求否？ 取下一条指令 N 关中断 Y 保护现场和断点 开中断 中断服务 关中断 恢复现场 开中断 返回 图5-1 中断处理流程
5.2MCS-51单片机的中断控制 5.2.1中断源与中断标志位 8051/8031型单片机提供了5个中断源:两个外部 中断源和三个内部中断源。每一个中断源都有一个中断申 请标志,但串行口占两个中断标志位,一共六个中断标志, 表5-1给出了它们各自的名称。 表5-1中断源和中断申请标志 中断源名称 中断申请标志触发方式 中断入口地址 外部中断外部中断0 EO(TCON. 1) INT(P32)引脚上的低电 平下下降沿引起的中断 0003H 内部中断10定时器/计数器0中断 IFOCTCON5)中断 T0计数器溢出后引起的 000BH 外部中断外部中断1 IEI(TCON.3) INT(P33)引脚上的低电 0013H 平/下降沿引起的中断 内部中断T定时器/计数器1中断|Fl(TCON7 Tl计数器溢出后引起的 OOIBH 中断 RI (SCON.O) 串行口接收完成或发送 内部中断串口中断 (sCON)|完一帧数据后引起的中 0023H
5.2 MCS-51单片机的中断控制 5.2.1中断源与中断标志位 8051/8031型单片机提供了5个中断源：两个外部 中断源和三个内部中断源。每一个中断源都有一个中断申 请标志，但串行口占两个中断标志位，一共六个中断标志， 表5-1给出了它们各自的名称。 分 类 中断源名称 中断申请标志 触发方式 中断入口地址 外部中断 外部中断0 IE0(TCON.1) INT0(P3.2)引脚上的低电 平/下降沿引起的中断 0003H 内部中断 T0定时器/计数器0中断 IF0(TCON.5) T0计数器溢出后引起的 中断 000BH 外部中断 外部中断1 IE1(TCON.3) INT1(P3.3)引脚上的低电 平/下降沿引起的中断 0013H 内部中断 T1定时器/计数器1中断 IF1(TCON.7) T1计数器溢出后引起的 中断 001BH 内部中断 串口中断 RI (SCON.0) TI ( SCON.1) 串行口接收完成或发送 完一帧数据后引起的中 断 0023H 表5-1 中断源和中断申请标志
5.2.2与中断有关的特殊功能寄存 器SFR >中断允许控制寄存器(IE 定时器控制寄存器(TCON) 中断优先级控制寄存器(IP) 串行口控制寄存器(SCON)
5.2.2 与中断有关的特殊功能寄存 器SFR ➢ 中断允许控制寄存器(IE) ➢ 定时器控制寄存器(TCON) ➢ 中断优先级控制寄存器(IP) ➢ 串行口控制寄存器(SCON )
1.中断允许控制寄存器(IE)这个特殊功能寄存 器的字节地址为0A8H,其位地址为A8H~AFH, 也可以用IE.0~IE.7表示。该寄存器中各位的内 容及位地址表示如下: 位地址AFH| AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 位符号EA ETI EXI ETO EXO
• 1. 中断允许控制寄存器(IE) 这个特殊功能寄存 器的字节地址为0A8H，其位地址为A8H～AFH, 也可以用IE.0～IE.7表示。该寄存器中各位的内 容及位地址表示如下： 位地址 AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H 位符号 EA ES ET1 EX1 ET0 EX0
对于中断允许寄存器状态的设置,由于IE既可以 字节寻址又可以位寻址,因此,对该寄存器的设置既 能够用字节操作指令,也可以使用位操作指令进行设 置 例如,假定要开放外中断0,使用字节操作的指令是 MO∨IE,81H 如果使用位操作指令则需要两条指令,但更清晰 SETB EA SETB EXO
对于中断允许寄存器状态的设置，由于IE既可以 字节寻址又可以位寻址，因此，对该寄存器的设置既 能够用字节操作指令，也可以使用位操作指令进行设 置。 例如，假定要开放外中断0，使用字节操作的指令是 MOV IE，81H 如果使用位操作指令则需要两条指令，但更清晰 SETB EA SETB EX0
2.定时器控制寄存器(TCON)该寄存器的字节地址 为88H,位地址88H~8FH,也可以用TCON.0~ TCON.7表示。寄存器的内容及位地址表示如下: 位地址 8EH SDH H SAH 88H 位符号 TFI ITI IEO ITO 这个奇存器既有中断控制功能,又有定时器/ 计数器的控制功能。其中与中断有关的控制位有6 位
2.定时器控制寄存器(TCON) 该寄存器的字节地址 为88H，位地址88H～8FH，也可以用TCON.0～ TCON.7表示。寄存器的内容及位地址表示如下： 这个寄存器既有中断控制功能，又有定时器/ 计数器的控制功能。其中与中断有关的控制位有6 位 位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
3.中断优先级控制寄存器(IP)MCS-51中断优先级的控制比 较简单,因为系统只定义了高低两个优先级,各中断源的优 先级由特殊功能寄器IP设定 通过对特殊功能寄器IP的编程,可以把五个中断源分别 定义在两个优先级中。IP是中断优先级寄存器,可以位寻址 IP的低五位分别各对应一个中断源:某位为1时,相应的中 断源定义为高优先级;某位为0时,定义为低优先级。软件 可以随时对IP的各位清零或置位。 IP寄存器的字节地址为B8H,位地址为B8H-BFH,或 用IP0-IP7表示。寄存器的内容和位地址表如下 位地址 BEH 位符号 PS(IP. 4) PTI(IP. 3) PXI(IP. 2) PTO(IP. 1) PXO(IP. 0)
3.中断优先级控制寄存器(IP) MCS－51中断优先级的控制比 较简单，因为系统只定义了高低两个优先级，各中断源的优 先级由特殊功能寄器IP设定。 通过对特殊功能寄器IP的编程，可以把五个中断源分别 定义在两个优先级中。IP是中断优先级寄存器，可以位寻址。 IP的低五位分别各对应一个中断源：某位为1时，相应的中 断源定义为高优先级；某位为0时，定义为低优先级。软件 可以随时对IP的各位清零或置位。 IP寄存器的字节地址为B8H，位地址为B8H－BFH，或 用IP.0－IP.7表示。寄存器的内容和位地址表如下： 位地址 BFH BEH BDH BCH BBH BAH B9H B8H 位符号 － － － PS(IP.4) PT1(IP.3) PX1(IP.2) PT0(IP.1) PX0(IP.0)
另外,MCS-51单片机的硬件把五个中断源在同一个 优先级的情况下按下列顺序排列了优先权,优先权最高,串 行口优先权最低: INT0、T0 INTI、T1 串 (最高) (最低) 个中断服务子程序被另一个中断申请所中断,被称 为中断嵌套。MCS-51单片机至少可以实现两级中断嵌套。 4.串行口控制寄存器(SCON).其寄存器字节地址为98H, 位地址98H-9FH,或叫SCON.O-SCON.7,寄存器的内容 和位地址表示如下: 位地址9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 位符号SM SM2 TB8 RB8 其中与中断有关的控制位共两位: 1)TI一串行口中断请求标志位。 (2)RⅠ一串行口接收中断请求标志位
另外，MCS－51单片机的硬件把五个中断源在同一个 优先级的情况下按下列顺序排列了优先权， 优先权最高，串 行口优先权最低： 一个中断服务子程序被另一个中断申请所中断，被称 为中断嵌套。MCS－51单片机至少可以实现两级中断嵌套 。 • 4. 串行口控制寄存器(SCON ) 其寄存器字节地址为98H， 位地址98H－9FH，或叫SCON.0－SCON.7，寄存器的内容 和位地址表示如下： 其中与中断有关的控制位共两位： (1) TI－串行口中断请求标志位。 (2) RI－串行口接收中断请求标志位。 INT0、 T0、 INT1、 T1、 串口 （ 最高） （ 最低） 位地址 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H 98H 位符号 SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI