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第14 章 51 系列单片机的中断系统 中断系统是单片机的重要功能部件。通过中断可以使程序快速响应外部的事件，或者实现 异步程序处理能力。单片机的各个常用部件都提供了中断控制能力。本章将对单片机的中断系 统进行详细的讲解，同时还通过实例，向读者展示中断的编程方法。通过本章的学习，读者应 该实现如下几个目标。 了解单片机的中断系统。 掌握中断的类型、程序访问和响应过程。 掌握外部中断源及其程序设计。 掌握定时中断源及其程序设计。 掌握串行中断源及其程序设计。 14.1 中断系统概述 中断的概念来自于现实生活，某人正在打扫房间，突然电话响了，这个人便要接电话，接 完电话后再回来打扫房间。这个过程便是“执行主程序（打扫房间）—中断（电话响，接电话） —中断返回（继续打扫房间）”的过程。这是一个很形象的中断例子。 在现代的微处理器中，均提供了中断系统来使程序能够在执行过程中，响应突然紧急的请 求。51 系列单片机具有5 个中断源，两级中断优先级，具有完善的指令控制能力。使用单片机 的中断系统可以很方便地完成各种外部硬件响应的操作。 14.1.1 中断概述 单片机C51 语言是一种顺序执行的语言。在一般情况下，C51 程序是按照先后顺序执行代 码的。有的时候，为了优先处理特定的任务，需要打断主程序的运行。单片机的中断处理能力 正好完成这一功能。 当单片机CPU 正在执行程序的过程中，如果外部硬件或内部组件有紧急的请求，此时中 断系统可以将当前的程序暂停，优先处理中断请求。当中断请求处理完毕的时候，再返回来继 续执行主程序。中断系统是单片机的重要功能部件，有了中断系统，便可以使单片机具备对外 部的异步事件进行处理的能力。 在实际的测控应用系统中，中断主要应用于如下几个方面。 1．实时信号处理 单片机的 CPU 对外部信号的读取一般在主程序执行的过程中，按照一定的时间间隔循环 扫描端口，根据端口电平的改变从而获知外部事件的发生。这种查询方式由于扫描端口是有一 定时间间隔的，因此有可能会错过对事件的响应，实时性不高。 如果需要很高的实时性，则可以采用中断法。当外部事件发生的时候，立即向单片机发送 中断请求，单片机便会立刻响应，并加以处理。中断法的响应比较快，适合于实时性要求比较 高的场合。 第14 章 51 系列单片机的中断系统 2 ．通信 在单片机与外部设备串行通信时，有时需要使用单片机的串行中断信号来判断发送或者接 收是否完成等。这样可以保证数据不丢失。 3 ．故障处理 在单片机运行过程中，如果遇到电路故障、供电突变或者溢出等，则可能导致无法预测的 故障，从而整个系统将无法运行。此时只能关闭整个系统，然后排除故障。但系统执行过程中 的参数便会全部丢失，无法保存。这在某些场合是很严重的问题，有可能导致不可挽回的损失。 引入中断的方法后，在系统故障发生的时候，立即进行相应的中断处理，将需要重要保护的 参数保存下来，更有甚者可以进行系统的自动修复。这样，大大提高了系统的稳定性和可维护性。 14.1.2 中断的典型概念 在正式介绍单片机的中断系统之前，需要了解中断系统中常用到的一些概念。主要有如下 几个，这些概念是紧密相关的。 中断源：也就是能够产生中断请求的硬件或软件资源。 主程序：中断发生前正在执行的程序代码称为主程序。 断点：中断发生时，主程序被断开的程序代码位置。 中断系统：在单片机中，能够实现中断响应、中断处理和中断返回的功能部件。 中断识别：一个单片机往往不止支持一个中断，例如，8051 单片机支持5 个中断源。 这些中断需要对应不同的中断服务程序，因此，中断系统必须能够对各个不同的中断 源进行区分。一般采用中断矢量的方法来识别中断。在硬件系统中为不同的中断源分 配不同的中断服务程序入口地址，即向量地址。当某个中断发生的时候，程序跳转向 指定的中断服务程序入口地址开始执行程序，这样便实现了对不同中断的识别及响应。 中断响应：中断发生后所需要处理的工作。 中断返回：中断处理结束后所需要处理的工作，包括返回到主程序。 中断优先级：中断系统一般都支持多个中断源，系统为每个中断源设置不同的优先级， 这样