第五章AT89S51单片机的中断系统技术分析.ppt

微机原理 第5章 AT89S51单片机的中断系统 工业制造学院 本章主要内容 中断的概念和应用 AT89S51中断系统结构 与中断相关的SFR及中断控制 外部中断 C51中断函数编程举例 微机的输入输出方式 (1)无条件传送方式 (2)查询传送方式 (3)直接存储器存取（DMA）方式 (4)中断方式 无条件传送方式 无条件传送方式在这种传送方式下，CPU不需要了解外设的状态，只要在程序中加入访问外设的指令，就可实现CPU与外设之间的数据传送。此种方法控制简单，但数据传送时，由于不知道外设的状态，传送数据时容易出错。 查询传送方式 查询传送方式在这种传送方式下，CPU在传送数据之前，要不断查询外部设备是否处于“准备好”状态，因此需占用CPU的大量时间，效率较低。 DMA方式 DMA方式是让CPU不再控制数据总线，使外部设备和存储器之间直接传送（不通过CPU）的数据方式。 适用于： （1）外设和存储器之间有大量数据传送。 （2）外设的工作速度很高 中断方式 在中断传送方式下，CPU启动外设后，外设与CPU并行独立工作。当外设需要CPU处理时，由外设向CPU提出请求。若条件满足时，CPU中断当前执行的程序，转而为外设服务，服务完毕后，又继续执行原来的程序。对于这种方式，CPU不需要花费大量的时间进行外设的查询，从而提高了CPU的效率。 在单片机应用系统中，为了提高CPU的效率，多采用中断方式。为了实现中断功能而配置的软件与硬件，称为中断系统。 5.1 AT89S51中断技术概述 中断技术对单片机来说非常重要，因为单片机所具有的复杂实时控制功能与中断技术密不可分，面对控制对象随机发出的中断请求，单片机必须作出快速响应并及时处理，以使被控对象保持在最佳工作状态，达到预定的控制效果。 中断技术实质 ——资源共享技术 中断系统概述 计算机中的资源竞争，通常是因计算机在运行程序时会发生一些可预测或不可预测的随机事件引起的。这些随机事件包括： 与计算机“并行”工作的输入/输出设备发出的中断请求，以进行数据传送。 硬件故障、运算错误及程序出错时产生的中断请求，以进行故障报警和程序监测。 当对运行中的计算机进行干预时，通过键盘输入的命令，以进行人机联系。 来自被控对象的中断请求，以实现自动控制。 思考： 假设没有中断技术。 中断的概念 CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）； 待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断 。 用的最多的是外部中断与定时中断。 ○外部中断典型应用：按键程序 ○定时器中断典型应用：定时与循环扫描等应用场合 中断服务程序 中断发生时，主程序暂停，跳转到中断服务程序，称为“响应中断”，执行完毕后返回主程序继续运行。 中断服务程序不能被调用，没有返回值，程序在何处发生中断是由中断事件发生而决定。 AT89S51单片机的中断过程 执行主程序 主程序 继续执行主程序 断点 中断请求 中断响应 执行中断处理程序 中断返回 引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。 有效地解决快速CPU与慢速外设之间的矛盾，可使CPU与外设并行工作，大大提高工作效率。 分时操作：有了中断技术，CPU可启动多台外设并行工作，分时进行CPU与各台外设之间的信息交换。 实时处理：可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数与信息，从而提高了实时控制系统的性能。 故障处理：当计算机出现故障时，CPU可自动执行故障处理程序，提高了系统自身的可靠性。 计算机与外围设备之间传送数据及实现人机联系也常采用中断方式。 中断技术的应用 中断源：凡是中断请求的来源都统称为中断源。 在单片机系统中，中断可以由各种硬件设备产生，以便请求服务或报告故障等；中断也可以由处理器自身产生，如程序错误或对操作系统的请求作出响应等。 5.2 AT89S51中断系统结构 5.2.1 89S51的中断源 具有 5 个中断源（52子系列为6个，多一个定时器中断） 中断向量（Interrupt Vector）：是程序存储器的一个地址，表明一个中断的服务程序从这里开始存放。 中断源 中断向量 外部中断 0 0003H 定时器0中断 000BH 外部中断 1 0013H 定时器1中断 001BH 串行中断 0023H 中