单片机原理与应用(倪云峰)全书第4章.ppt

4.1.1 中断的概念　　计算机与外设交换信息时，存在着高速的CPU和低速的外设之间的矛盾。若采用查询方式，则不但占用CPU的操作时间，还会降低其响应速度。另外，一般还要求CPU能够对外部随机或定时出现的紧急事件做到及时响应处理。为解决此类突发性问题，引入了“中断”的概念。 　　1. 中断　　中断是指在工作时，打断当前某个正在正常进行的工作而去处理与本工作可能无关的突发事情，等到处理完突发事件后再返回到原来被打断的地方接着继续刚才所进行的工作。在计算机中，若CPU正在处理当前某一程序时，发生了另一突发事件，则请求CPU迅速对其进行处理，CPU暂时停止当前工作(被打断的地方称为断点)，转向处理突发事件的中断服务程序，完成中断服务程序后，CPU回到断点处，继续执行原来被打断的程序，这一处理过程称为中断。　　对中断事件的整个处理过程，称为中断服务。处理完毕中断服务程序中的事情，再返回到原来被中断的地方(即断点)称为中断返回。 　　2. 中断事件　　引起中断的原因或能发出中断申请的来源称为中断事件。在单片机中常见的中断事件有下列几种：　　(1) 外部输入、输出设备。例如，按键输入、打印机、A/D转换等工作完毕后发送的外部脉冲可以向CPU提出中断处理申请。　　(2) 故障源。系统掉电等故障事件可以产生中断，以便系统响应并及时处理故障，恢复正常运行。 　　(3) 控制对象。实时控制中，当电压等检测量超出预设上下限时，也可作为中断事件申请中断。　　(4) 定时/计数脉冲。当定时/计数器溢出时产生中断请求。对于每种中断事件，要求其能够发出中断请求信号，而且要符合CPU响应中断的条件，即要明确属于哪种中断源。中断源是系统规定的可引起中断的部件或来源。 4.1.2 MCS-51单片机的中断系统　　对于上述提到的中断事件，MCS-51系列单片机将其进行了归纳和分类，向用户提供了5个中断源，即外部中断0、外部中断1、定时/计数器T0溢出中断、定时/计数器T1溢出中断、串行口接收和发送中断。这些中断源均有两个中断优先级别可供选择，可实现两级中断服务程序的嵌套。MCS-51单片机的中断系统结构示意图如图4.1所示。 　　由图4.1可知，一个中断的产生受到中断允许寄存器(IE)、中断优先级寄存器(IP)的控制。中断允许寄存器IE中的每一位对应不同的中断源，而且每一位均可由用户软件设定为“允许”或“禁止”中断。值得注意的是，欲使某中断源允许中断，设置IE对应位的同时还必须设置IE中的最高位EA，使EA=1，即CPU开放中断，EA相当于中断允许的“总开关”。 　　至于中断优先级寄存器IP，该寄存器的每一位也同样对应不同的中断源，其复位清“0”将会把对应中断源设置为低优先级，而置“1”将把对应中断源设置为高优先级。例如，对于外部中断请求0和定时器T0中断来说，若两者均在同一个优先级中，那么外部中断请求“0”中断要优先于T0中断；若要使T0中断的优先级高于外部中断请求0中断，则可将PX0清“0”，使之处于低优先级，而将PT0置“1”，使之处于高优先级。　　注意：单片机复位后，IE和IP均被清“0”，设计程序时，在程序初始化中用户应根据需要将上述寄存器中的相应位置“1”或清“0”，从而实现允许或禁止以及优先级设置等内容，这样中断程序才能正常执行。 　　2. 中断系统的控制与实现　　MCS-51单片机提供了5个中断源，而这5个中断源的控制与实现是通过MCS-51单片机片内的4个特殊功能寄存器(SFR)来实现的。这四个控制寄存器分别为：定时/计数器控制寄存器(TCON)、串行口控制寄存器(SCON)、中断允许控制寄存器(IE)和中断优先级控制寄存器(IP)。下面分别介绍和中断相关的特殊功能寄存器。 　　对于外部中断1的IT1、IE1，其触发方式的控制和标志位的管理完全与上述外部中断0类同，此处不再赘述。　　(3)? TF0(或TF1)：片内定时/计数器T0(或T1)溢出中断请求标志位。在启动T0(或T1)计数后，T0(或T1)即从初值开始加1计数。当计数值计满后从最高位产生溢出时，由硬件置位TF0(或TF1)，向CPU申请中断。CPU响应中断时，硬件自动复位该标志位。 　　2) 串行口控制寄存器(SCON) 　　SCON是串行口控制寄存器，其在RAM区的地址为98H。与中断相关的是SCON的低2位，用来锁存串行口的接收中断和发送中断标志。SCON的格式如表4.2所示。 　　(1)? TI：串行口发送中断标志。当串行口以方式0发送时，每当发送完8位数据后，由硬件置位TI；当以方式1、2、3发送时，在发送停止位的开始时，由内部硬件置位TI，向CPU申请中断。值得注意的是，当CPU响应该中断后，转向中断服务程序时并不复位TI，TI必须由用户在