第8章中断0608.ppt

第8章中断系统 教学目的：了解80C51系列单片机的中断系统的组成及工作原理； 能够利用片内中断系统处理各类中断事件。 教学重点：1. 各类中断事件的登记、排队、响应及撤除； 2. 中断系统的编程应用。 教学难点：各类中断事件的标志与撤除方法。 8.1.1 中断的概念 在执行程序过程中由于外界的原因而被中间打断的情况称为“中断”。中断是通过硬件来改变CPU程序运行方向的一种技术，它既和硬件有关，也和软件有关。 8.1.3 中断源 1.外部设备中断源 2．故障源 3．控制对象中断源 4．定时/计数脉冲中断源 8.1.4 中断系统的功能 1． 能实现中断及返回 2．能实现优先权排队 3．能实现中断嵌套 图8-1中断流程图 图8-2中断嵌套流程图 8.2 AT89S51单片机的中断系统 8.2.1 中断系统的结构 AT89S51的中断系统主要由几个与中断源、中断控制、中断允许、中断优先级和顺序查询逻辑电路等组成。 8.2.2 中断源及中断入口 中断源：外部中断源INT0、INT1；定时器T0、T1溢出 中断和串行口接收/发送中断。 当允许某个中断源中断时，五个中断源标志位EX0、EX1、ET0、ET1、ES各自的中断允许位应为1。 中断优先级管理：两个中断优先级，同优先级按自然优先级排列。 8.2.3 与中断有关的SFR 与中断系统有关的特殊功能寄存器有4个，分别为中断源寄存器（TCON、SCON的相关位）、中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP。 串行口控制寄存器SCON的低两位TI和RI为串行口的接收中断和发送中断标志，可位寻址，标志位必须通过指令清零。 定时器控制寄存器TCON中与中断系统有关的标志位为IT0、IT1 ，他们的状态及与中断标志的关系如下表： 中断允许寄存器IE，控制CPU及每个中断源的开放或禁止，可位寻址寄存器。 8．3 中断处理过程 8.3.1 中断响应 CPU响应中断的条件： (1)有中断源发出中断申请； (2)中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请 中断； (3)申请中断的中断源的中断允许位为1 。 以上是CPU响应中断的基本条件。若满足，CPU一般会响应中断，但如果有下列任何一种情况存在，则中断响应会受到阻断。 (1)CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序； (2)当前的机器周期不是正在执行指令的最后一个周期； (3)正在执行的指令是返回（RETI）指令或者对专用寄存器IE、IP进行读／写的指令，此时，在执行RETI或者读写IE或IP之后，不会马上响应中断请求 中断响应中的CPU自主操作： (1) 置位响应的优先级状态寄存器，标明所响应中断的优先级别； (2) 中断源标志清零（TI、RI 除外）； (3) 中断断点地址压入堆栈保护（不保护PSW)； (4) 中断入口地址送PC，程序转到中断入口地址处。 CPU执行RETI 指令时的自主操作： (1) 优先级状态寄存器清零； (2) 断点地址从堆栈中弹出至PC，程序返回到断点处继续执行。 8.3.2 中断处理 在编写中断服务程序时需注意的主要事项是： （1）注意保护现场和恢复现场 （2）在中断入口地址单元处存放一条无条件转移指令 （3）如果要禁止更高优先级中断源中断，应先关闭CPU中断，或屏蔽更高级中断源的中断，在中断返回前再开放中断。 （4）在保护现场和恢复现场时，为了不使现场数据受到破坏或者造成混乱，一般规定此时CPU不响应新的中断请求。 8.3.3 中断返回 中断返回由专门的中断返回指令RETI 实现 8.3.5 中断响应时间 不同的情况对中断响应的时间是不同的。 一般情况可不考虑响应时间，但在精确定时的场合需要考虑此问题。 8.4 中断程序的设计与应用 8．4．1 中断程序的一般设计方法 从编程的角度看，中断控制实质上就是对4个与中断有关的特殊功能寄存器TCON、 SCON、IE和IP进行管理和控制，它包括： CPU中断的允许与禁止； 某中断源中断请求的允许与禁止（屏蔽）； 各中断源优先级别的设定（即中断源优先级排队）； 外部中断请求的触发方式设置。 中断管理与控制程序一般不独立编写，而是包含在主程序中，根据需要通过几条指令来实现。 1．主程序中的中断初始化 （l）CPU开中断与关中断； （2）某中断源中断请求的允许和禁止（屏蔽）； （3）各中断源优先级别的设定； （4）外