第4章 1_MCS-51的中断系统.ppt

第4章　MCS-51单片机内部标准功能单元 第4章　绪　论 4.1 MCS-51的中断系统 4.2 MCS-51的定时/计数器 4.3 MCS-51的串行接口 4.5　本章小结 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 中断系统的概念和基本结构 CPU正在处理某一程序时，发生了另一突发事件请求CPU迅速去处理(中断发生)；CPU暂时停止当前的工作，转到需要处理的中断源的服务程序的入口(中断响应)，一般在入口处执行一跳转指令转去处理中断事件(中断服务)；待CPU将中断事件处理完毕后，再回到原来程序被中断的地方继续处理执行程序(中断返回)，这一处理过程称为中断。 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 中断系统的概念和基本结构 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 为什么要用中断? 当CPU与外设交换信息时，由于外设的速度比较慢，若用查询的方式，则CPU就要浪费很多时间去等待外设。这样就存在一个快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾。为了解决这个问题，就发展了中断的概念。 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 中断的优点 1) 分时操作:有了中断功能，就可以使CPU和外设同时工作。提高了CPU的利用率。 2) 实时处理:实时控制时，需要现场的各种参数、信息，可在任何时间发出中断申请，CPU就可以马上响应加以处理。 3) 故障处理:计算机在运行过程中，往往会出现事先预料不到的情况，或出现一些故障：如掉电，存储出错，运算溢出等。计算机就可以利用中断系统自行处理，而不必停机或报告工作人员。 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 中断源 引起中断的原因，或能发出中断申请的来源，称为中断源。通常中断源有以下几种： (1) 一般的输入、输出设备，如键盘、打印机、A/D转换、D/A转换等； (2) 实时时钟，如定时器； (3) 故障源，如电源掉电。 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 中断系统的功能 1) 实现中断及返回：当某一中断源发出中断申请时，CPU能决定是否响应这个中断申请，若允许响应这个中断申请，CPU必须在现行的指令执行完后，把断点处的PC值压入堆栈保留下来——称为保护断点和现场。然后转到需要处理的中断源的服务程序的入口。当中断处理完后，恢复被保留下来的PC值——称为恢复断点和现场，使CPU返回断点，继续执行主程序。 2) 能实现优先权排队：当多个中断源同时提出中断申请时，CPU能找到优先权级别最高的中断源，响应它的中断申请；在优先权级别最高的中断源处理完后，再响应级别较低的中断源。 3) 高级中断源能中断低级的中断处理 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 MCS-51单片机的中断系统 　MCS-51单片机的中断系统提供5个中断申请源： 外部中断0和外部中断1； 定时/计数器(T0)和(T1)的溢出中断； 串行接口的接收和发送中断。 　　　这5个中断源可分为两个优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。 4.1.1 中断系统的概念和基本结构 MCS-51单片机的中断系统结构示意图如图4.2所示。 4.1.2 中断系统的控制与实现 MCS-51单片机的中断系统可以提供5个中断申请源，它们的控制与实现由片内4个SFR来完成。 定时/计数器的控制寄存器(TCON)和串行接口控制寄存器(SCON)的相应位规定中断类型和触发方式； 中断允许寄存器(IE)控制CPU是否响应中断请求； 中断优先级寄存器(IP)安排各中断源的优先级，同一优先级内各中断同时提出中断请求时，由内部的查询逻辑按规定的自然优先级确定其响应次序。 4.1.2 中断系统的控制与实现 1. MCS-51的中断源 外部中断0：来自P3.2引脚上的外部中断请求； 外部中断1：来自P3.3引脚上的外部中断请求； T0：片内定时/计数器0溢出(TF0)中断请求； T1：片内定时/计数器1溢出(TF1)中断请求； 串行接口：片内串行接口完成一帧数据的发送或接收后，产生中断请求TI或RI。 4.1.2 中断系统的控制与实现 2. 和中断有关的特殊功能寄存器 　1) 定时/计数器控制寄存器TCON(88H) TCON：它锁存2个定时/计数器的溢出中断标志及外部中断(　　)和(　　)的中断标志，与中断有关的各位定义如下： 4.1.2 中断系统的控制与实现 IT0：外部中断　　触