CH7-中断系统.ppt

第七章 中断系统 7.1.1 什么是中断 中断的基本概念 中断是指计算机暂停主程序执行，转而为外设服务（执行中断服务程序）并在中断服务完后自动返回源程序执行的过程。 中断可以提高CPU的工作效率，使CPU可任意通过分时操作启动多个外设同时工作，并能对它们进行统一管理。 中断与子程序的区别 7.1.1 什么是中断 7.1.2 计算机引入中断的优点 7.2 中断系统的结构 中断源 中断控制 中断响应 中断请求的撤除 7.2.1中断源 中断源是指引起中断的设备或事件，或发生中断请求的源头。80C51单片机有5个中断源： 1．外部中断源 由P3.2 (INT0)端口线引入，低电平或下降沿引起。 由P3.3 (INT1)端口线引入，低电平或下降沿引起。 2．内部中断源 T0：定时/计数器0中断，由T0回零溢出引起。 T1：定时/计数器1中断，由T1回零溢出引起。 TI/RI:串行I/O中断，完成一帧字符发送/接收引起。 各个中断源的中断请求标志 TCON SCON 7.2.2 中断控制 1．中断允许寄存器IE（A8H） IE在特殊功能寄存器中，字节地址A8H，位地址分别是A8H～AFH。IE控制CPU对中断源总的开放或禁止以及每个中断源是否允许中断。 2．中断优先寄存器IP（B8H） IP在特殊功能寄存器中，字节地址为B8H，位地址分别是B8H～BFH，IP用来锁存各中断源优先级的控制位。 中断优先级 单片机采用了自然优先级和人工设置高、低优先级的策略，即可以由程序员设定高优先级和低优先级，由于只有两级，必有一些中断处于同一级别，处于同一级别的，就由自然优先级确定。 开机时，每个中断都处于低优先级，我们可以用指令对优先级进行设置。中断优先级由中断优先级寄存器IP来设置。 自然优先级，由高到低 外部中断INT0 (中断入口地址0003H) 定时器计数器T0中断 (000BH) 外部中断INT1 (0013H) 定时器计数器T1中断 (001BH) 串行中断 (0023H) 7.2.3 中断响应-- 1.中断响应的条件 首先，中断源发出中断申请； 其次，EA=1，即CPU允许所有中断源申请中断； 最后，申请中断的中断源的中断允许位为1。 下列任何一种情况存在中断申请将被封锁： (1)CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序 (2)当前正在执行的那条指令还未执行完。 (3)当前正在执行的指令是RETI或对IE，IP寄存器进行读/写指令，执行这些指令后至少再执行一条指令才会响应中断。 2.中断响应过程 单片机在每个机器周期的S5P2期间，顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在再下一个机器周期S1期间按优先级进行中断处理。 单片机响应中断后，自动执行下列操作： ① 置位中断优先级有效触发器，即关闭同级和低级中断； ② 调用入口地址，断点入栈，相当于LCALL指令； ③ 进入中断服务程序。 3.中断响应时间 响应时间--从查询中断请求标志位到转向中断服务入口地址所需的机器周期数。 （1）最快响应时间 以外部中断的电平触发为最快。 从查询中断请求信号到中断服务程序需要三个机器周期： 1个周期（查询）＋2个周期（长调用LCALL） （2）最长时间 若当前指令是RET、RETI和IP、IE指令，紧接着下一条是乘除指令发生，则最长为8个周期： 2个周期执行当前指令（其中含有1个周期查询）＋4个周期乘除指令＋2个周期长调用＝8个周期。 7.2.4 中断请求的撤除 定时器溢出中断 定时器溢出中断得到响应后由硬件自动复位 串口中断 需在中断服务程序中适当的位置由用户撤除 外部中断 负边沿触发方式下：CPU响应中断后硬件自动复位 电平触发方式下：虽然可由硬件自动复位，但电平可能没有及时撤除，需使电平随中断被响应变成高 电平触发外部中断中断请求的撤除 7.3 中断系统的编程 7.3.1 中断初始化： 开相应中断，包括总中断和各相应中断； 设定所用中断的优先级，若不设定，系统默认自然优先级； 若为外部中断，规定中断的触发方式； 7.3.2 中断服务程序的编写： 主要有四部分：保护现场，处理中断的程序，恢复现场，中断返回指令RETI 编写中断服务程序应注意： 中断服务程序入口的处理； 程序中可以禁止高级中断，在保护和恢复现场时也可以关闭中断，以免造成混乱； 中断服务程序的最后一条指令必须是RETI 7.3.3 处理外部中断举例 要求每次按动按键，使外接发光二极管LED改变一次亮灭状态。 解：INT0输入按键信号，P1.0输出改变LED状态。 1．跳变触发：每次