单片机原理及应用 第5章中断系统 课件.ppt

第五章 输入输出及中断系统 §5.1 微机的输入/输出的基本概念 §5.1 输入/输出的传输方式 §5.2 中断的概念 §5.3 89C51中断系统结构及中断控制 §5.4 中断响应及处理过程 §5.5 中断程序举例 §5.6 思考题与习题 5.1 输入输出设备基本概念 输入设备 输出设备 输入/输出设备 5.1 输入输出设备基本概念 3 I/O接口的作用及类型 实现CPU与不同外设间的速度匹配 信号隔离 改变信号的性质 实现数据传输方式和信号电平的变换 5.1.3、 I/O接口的作用及类型 实现CPU与不同外设间的速度匹配 5.1.3、 I/O接口的作用及类型 实现CPU与外设间的信号隔离 5.1.3、 I/O接口的作用及类型 改变信号的性质 5.1.3、 I/O接口的作用及类型 实现数据传输方式和电平转换 5.1.4 I/O端口的编址方式 与存储器统一编址 所有I/O端口都作为存储器，CPU视其为同一种资源类型 单独编址 I/O口有不同的地址系列，CPU使用专门的指令和独立的硬件引脚来寻址I/O口 单独编址（Z80，8086） 统一编址（MCS-51） §5.2 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 §5.2.1 无条件传送方式 CPU总是假定外设在任何时刻都处于“准备好”的状态，可能丢失数据。 这种传送方式不需要交换状态信息，只需在程序中加入访问外设的指令，数据传送便可以实现。 此种方法很少使用。 §5.2.2 查询传送方式（条件传送） 一、什么是查询传送方式 二、查询方式程序流程图 三、查询方式的特点 一、什么是查询传送方式 在输入时，需要查询外设的输入数据是否准备好； 在输出时，需要查询外设是否把上一次CPU输出的数据处理完毕。 查询传送方式：通过查询外设的状态信息，确信外设已处于“准备好”，计算机才发出访问外设的指令，实现数据的传送。 状态信息：一般为1位二进制码，所以多个设备的状态可共用一个8位的端口。 二、查询方式程序流程图 查询例子假设输入设备的状态连接到端口PORTS的最高位，高电平有效，数据口为PORTD MOV DPTR， #PORTS MOV A， @·DPTR LOOP: JC ACC.7 DATAREADY SJMP LOOP DATAREADY: MOV DPTR, #PORTD MOVX A, @DPTR 三、查询方式的特点 优点：通用性好，可以用于各类外设和CPU间的数据传送。 缺点：CPU在完成一次数据传送后要等待很长时间才能进行下一次的传送。在等待过程中，CPU不能进行其他操作，所以效率比较低。 DMA：Direct Memory Access CPU让出数据总线（悬浮状态） ，使外设和存储器之间直接传送（不通过CPU）数据的方式。 适用于外设和存储器之间有大量的数据需要传送及外设工作速度很快的情况。 §5.1.3 直接存储器存取（DMA）方式 §5.3 中断的概念 一、中断定义 二、中断系统 三、中断源 四、中断请求 五、中断响应过程 六、中断服务 七、中断返回 八、中断方式的特点 一、中断 当CPU正在处理某事件的时候，外部发生的某一事件请求CPU迅速去处理，于是CPU暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件后，再返回到原来被中止的地方继续原来的工作，这样的过程称为中断。 中断流程如图5-2所示。 图5-2 中断流程 二、中断系统 实现中断功能的部件称为中断系统，又称中断机构，可实现： 三、中断源 产生中断的请求源称为中断源。一般有 四、中断申请 中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求或中断申请，其可分为： 1可屏蔽中断 MI 2非屏蔽中断 NMI（不能由用户通过软件来屏蔽该申请） 3 软件中断 （8086 有，51单片机没有） 五、中断响应及处理 CPU暂时中止自身的事物，转去处理事件的过程，称为CPU的中断响应过程 当多个中断发生时 能实现单个中断的处理及返回 能实现多个中断优先权排队 能实现多级中断的嵌套 二级中断嵌套 中断处理过程 1、中断源申请中断，CPU决定是否响应 中断源发生后，硬件自动设置中断请求触发器的相应位 系统可通过中断允许寄存器来决定是否屏蔽该申请（分开关） 中断必须是开放的（总开关） 在当前指令后响应 在进入中断服务程序前，CPU自动进行： 关中断