[工学]7单片机输入输出及中断系统看.ppt

3 单片机输入/输出及中断系统 一 微机的输入／输出 二 中断技术 三 MCS-51中断系统 I/O接口电路的作用 1、协调高速工作的计算机与速度较低的外设的速度匹配问题 2、提供输入/输出过程中的状态信号 3、解决计算机信号和外设信号之间的不一致 一、微机的输入／输出 1.1 输入／输出信息种类 计算机与输入／输出设备之间交换信息，有三种信息形式：数据信息、控制信息和状态信息。 DB AB RD WR INT 微型机 D IOD A IOS RD IOC WR INT I/O接口 D Ready STB I/O设备 1、端口与主存储器单元统一编址 统一编址，把主存储器的一部分地址空间分给端口，把每一个端口作为一个存储单元。 2、端口单独编址 对端口单独编址时，端口不占主存地址空间，但必需设置专门的输入／输出指令访问端口。 1.2 CPU对外设的两种编址方式 CPU与外设之间的数据传送方式通常有以下4种方式： 1、无条件传送方式、 2 、查询方式， 3 、中断方式 4 、直接存储器存取方式。 1.3 CPU与外设之间的数据传送方式 1、无条件传送方式： 已知I/O设备准备就绪，可直接进行数据传送。 例如：CPU可以DAC直接连接 硬件查询电路 DB AB 微型机 AB 数据端口 状态端口 外部设备 I/O接口 D6 先查询I/O设备当前状态，若准备就绪，则交换数据，否则循环查询状态。 2、查询传送方式 软件查询程序 INPUT：MOV DPTR，#SATUS；状态口地址 WAIT：MOVX A，@DPTR JB ACC.6，WAIT MOV DPTR，#DATA ；数据口地址 MOVX A，@DPTR 查询状态 输入/输出数据 准备就绪？ Y N 先查询输入状态，决定是否进行数据传送。 3、中断传送方式 大多数时间计算机与外设并行工作，计算机不必因等待而浪费资源。当外设准备就绪，向CPU发出中断请求信号。CPU暂停当前程序，执行I/O操作。当I/O操作结束，CPU仍继续被中断的工作。 优点：1、同步工作2、实时处理3、故障处理 4.直接存储器存取方式传送 (DMA—Direct Memory Access) 用于计算机与高速外设进行大批量数据交换，由DMA控制器接管总线控制权，RAM与外设之间直接数据传输，不需CPU的介入 中断概念的引入 某人看书 执行主程序 日常事务 电话铃响 中断信号INT=0 中断请求 暂停看书 暂停执行主程序 中断响应 书中作记号 当前PC入栈 保护断点 电话谈话 执行I/O程序 中断服务 继续看书 返回主程序 中断返回 二 中断技术 2.1 中断的概念 所谓中断，是指CPU正在处理某些事务的时候，外部又发生了某一事件，请求CPU及时处理。于是，CPU暂时中断当前的工作，转而处理所发生的事件。处理完毕，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。 日常事务程序 中断服务程序 一．两种中断 1．可屏蔽中断 可程控“开中断/关中断”。 软件设置允许/禁止CPU响应中断。 2．非屏蔽中断 不可程控“关中断”。 有中断请求信号，CPU必须响应。 INT NMI 微型机 二．中断优先权 1.当同时有多个中断请求，先响应优先级别高的中断请求。 2.高优先级中断请求信号可中断低优先级中断服务。 三．中断源 能发出中断请求信号的各种事件。如I/O设备、定时时钟、系统故障、设定等。 日常事务 程序 中断服务程序1 中断服务 程序2 2.2 中断处理过程 一.中断响应条件 1．有中断请求信号 2. 系统处于开中断状态 3. 中断源处于当前优先级 二．中断响应过程 1．关中断：屏蔽其它中断请求信号。 2．保护断点：将断点地址压入堆栈保存，即当前PC值入栈。 3．寻找中断源：中断服务程序入口?PC，转入中断服务。 4．保护现场：将中断服务程序使用的所有寄存器内容入栈。 5．中断处理：执行中断源所要求的程序段。 6．恢复现场：恢复被使用寄存器的原有内容。 7．开中断：允许接受其它中断请求信号。 8．中断返回：执行RETI指令，栈顶内容?PC，程序跳转回断点处。 2.3 寻找中断源与确定优先级 寻找中断源：每个中断源对应一个中断服务程序。 一.软件查询方式 二.硬件查询方式 一.软件查询方式 INTS：MOV A，P1；读中断源寄存器 JB ACC.0，SV1 ；查询高级中断请求 JB ACC.1，SV2 ；查询低级中断请求 … SV1：