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第六章 MCS-51单片机中断系统
概述
一、中断的概念
中断是指计算机暂时停止原程序的执行转而为外部设备服务,并在服务完以后自动返回原程序执行的过程。
一个资源(CPU)面对多项任务,但由于资源有限,因此就可能出现资源竞争的局面,即几项任务来争夺一个CPU。而中断技术就是解决资源竞争的有效方法,采用中断技术可以使多项任务共享一个资源,所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。
二、引入中断技术的优点:
1)提高了CPU的工作效率,实现了CPU和外部设备的并行工作。
2)实现实时控制。所谓实时控制,就是要求计算机能及时地响应被控对象提出的分析、计算和控制等请求,使被控对象保持在最佳工作状态,以达到预定的控制效果。由于这些控制参数的请求都是随机发出的,而且要求单片机必须作出快速响应并及时处理,对此,只有靠中断技术才能实现。
3)便于突发故障(如硬件故障、运算错误、电源掉电、程序故障等)的及时发现,提高系统可靠性。
4)能使用户通过键盘发出请求,随时可以对运行中的计算机进行干预。
三、中断源
向CPU发出中断请求的来源称之为中断源。MCS- 51是一个多中断源的单片机,以80C51为例,共5个中断源,分别是外部中断2个,定时中断2个和串行中断1个。
1、外中断
外中断是由外部信号引起的,共有2个中断源,即外部中断0和外部中断1。中断请求信号分别由引脚INT0(P3.2)INT1(P3.3)引入。
外部中断请求有两种信号方式,即电平方式和脉冲方式。可通过设置有关控制位进行定义。
电平方式的中断请求是低电平有效。只要单片机在中断请求引入端上采样到有效的低电平时,就激活外部中断。
脉冲方式的中断请求则是脉冲的后沿负跳有效。CPU在两个相随机器周期对中断请求引入端进行的采样中,如前一次为高电平,后一次为低电平,即为有效中断请求。
2、定时中断
定时中断足为满足定时或计数的需要而设置的。当计数结构发生计数溢出时,即表明定时时间到或计数值已满,请求是在单片机芯片内部发生的,无需在芯片上设里引入端。
3、串行中断
串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。每当串行口接收或发送完一组串行数据时,就产生一个中断请求。请求是在单片机芯片内部自动发生的,不需在芯片上设里引入端。
第二节 中断控制
一、定时器控制寄存器(TCON)
该寄存器用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。寄存器的内容及位地址表示如下:
1、IE0和IE1 外中断请求标志位
当CPU采样到INT0(INT1)端出现有效中断请求时,IE0(IE1)位由硬件置“1”。在中断响应完成后转向中断服务时,再由硬件自动清“0”。
2、IT0和IT1 外中断请求触发方式控制位
IT0(IT1)=1 脉冲触发方式,后沿负跳有效。
IT0(IT1)=0 电平触发方式,低电平有效。
由软件置“1”或清“0"。
3、TF0和TF1 计数溢出标志位
当计数器产生计数溢出时,相应的溢出标志位由硬件置“1”。当转向中断服务时,再由硬件自动清“0。计数溢出标志位的使用有两种情况:
采用中断方式时,作中断请求标志位来使用;
采用查询方式时,作查询状态位来使用。
二、串行口控制寄存器(SCON)
寄存器的内容及位地址表示如下:
1、TI 串行口发送中断请求标志位
当发送完一帧串行数据后,由硬件置“1”;在转向中断服务程序后,用软件清“0”。
2、RI 串行口接收中断请求标志位
当接收完一帧串行数据后,由硬件置“1”;在转向中断服务程序后,用软件清“0”。
串行中断请求由TI和RI的逻辑或得到。就是说,无论是发送标志还是接收标志,都会产生串行中断请求。
三、中断允许控制寄存器(IE)
寄存器地址0A8H,位地址0AFH~0A8H。寄存器的内容及位地址表示如下:
1、EA中断允许总控制位
EA=0 中断总禁止,禁止所有中断。
EA=1 中断总允许,总允许后中断的禁止或允许由各中断源的中断允许控制位进行设里。
2、EX0(EX1)外部中断允许拉制位
EX0(EX1)=0 禁止外中断
EX0(EX1)=l 允许外中断
3、ET1和ET2 定时/计数中断允许控制位
ET0(ET1)=0 禁止定时(或计数)中断
ET0(ET1)=1 允许定时(或计数)中断
4、ES串行中断允许控制位
ES=0禁止串行中断
ES=1允许串行中断
四、中断优先级控制寄存器IP
IP寄存器地址0B8H,位地址为0BFH~0B8H。寄存器的内容及位地址表示如下:
PX0外部中断0优先级设定位;
PT0定时中断0优先级设定位,
PX1外部中断1优先级设定位;
PT1定时中断1优先级设定位;
PS串行中断优先级设定位。
为“0”的位优先级为低;为1的位优先级为高。
五、中断优
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