[信息与通信]单片机第4章：中断与定时器.ppt

在计算机系统中，有关中断的基本概念总结如下： （1）中断：外界突然发生了紧急情况，要求CPU 暂时停下现行程序的执行，转向为临时发生的事件进行处理，处理完后，再返回继续执行原来程序，这个过程叫“中断”。中断是一种在发生了一个外部的事件时调用相应的处理程序(或称服务程序)的过程。中断服务程序与中断时CPU正在运行的主程序是相互独立的，相互不传递数据。 （2）中断源：向CPU发出中断请求的设备或事件称为“中断源”。 从中断源来看，中断一般可分为三类： ① 由计算机硬件异常或故障引起的中断，也称为内部中断。 ② 外部设备（如输入/输出设备）请求引起的中断，也称为外部中断或I/O中断。 ③ 由程序中执行了中断指令引起的中断，也称为软中断。 （3）中断请求：中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求或中断申请。 （4）中断响应过程：CPU暂时中止自身的事务，转去处理事件的过程，称为CPU的中断响应过程。 （5）中断服务：对事件的整个处理过程，称为中断服务(或中断处理)。 （6）中断返回：中断处理完毕，执行中断返回指令，自动弹出断点地址到PC，再回到原来被中止的地方，称为中断返回。 （7）中断优先级：一个系统中，常有多个中断源同时申请中断，这时，CPU必须确定首先服务的中断源以及服务顺序。在计算机应用系统中，中断源的优先级是根据事件的实时性、重要性和软件处理的方便性来安排的。 （8）中断嵌套：当CPU在执行某一个中断处理程序时，若有一优先级更高的中断源请求服务，则CPU应该能挂起（用保护断点的方式）正在运行的低优先级中断处理程序，响应这个高优先级中断请求，即在中断过程中发生的又一次中断。在高优先级中断处理完后能自动返回低优先级中断，继续执行原来的中断处理程序。执行中断嵌套的原则是：高级别中断能打断低级别中断，反之不能。 （9）矢量中断：识别中断源的方法。要求提供中断源的信号类型或其中断服务程序的入口地址，又称中断矢量，即每个中断源都预先指定好各自的中断标志和中断矢量。 （10）中断系统：一个计算机系统的中断源有多个，用来管理这些中断源的逻辑电路称为中断系统。 （11）中断屏蔽：指通过设置相应的中断屏蔽位，禁止响应某个中断。 无论外部中断源是哪种类型，外部中断请求信号只有脉冲触发和电平触发两种，可通过设置有关控制位进行定义。对于外部中断源， 需要说明的是： 对于脉冲触发的外部中断则是脉冲的后沿负跳有效。CPU在两个相邻机器周期对中断请求引入端进行的采样，硬件自动判断执行并自动撤除中断请求信号。 对于电平触发的外部中断是低电平有效， 只要单片机在中断请求引入端INTx (和)上采样到有效的低电平时，就激活外部中断。由于CPU对INTx引脚没有控制作用，也没有相应的中断请求标志位，因此需要外接电路来撤除中断请求信号。 图4-2是一种可行的参考方案。 3．自然优先级 系统复位时低优先级是默认值。当有若干中断源处于同一中断优先级时，若同时接收到几个同一优先级的中断请求，则CPU又该如何响应中断呢？在这种情况下，响应的优先顺序由中断系统的硬件确定，CPU自动按自然优先级执行，用户无法决定。顺序从高到低如下： 外部中断源0 定时器0 外部中断源1 定时器1 串口中断 4.3.5 中断程序举例 中断程序的结构及内容与CPU对中断的处理过程密切相关，通常分为两大部分。图4-5 主程序地址安排 1．主程序 （1）主程序的起始地址。 51单片机复位后，(PC)=0000H，而0003H～002BH分别为各中断源的入口地址。所以，编程时应在0000H处写一条跳转指令(一般为长跳转指令)，使CPU在执行程序时，从0000H跳过各中断源的人口地址。 主程序是以跳转的目标地址作为起始地址开始编写，一般从0030H开始，如图4-5所示。 （2）主程序的初始化内容。 所谓初始化，是对将要用到的51单片机 内部部件或扩展芯片进行初始工作状态设定。51单片机复位后，特殊功能寄存器IE、IP的内容均为00H，所以应对IE，IP进行初始化编程，以开放CPU中断，允许某些中断源中断和设置中断优先级等。 【例4-2】在89C51单片机的引脚外接脉冲信号，要求每送来一个脉冲，把30H单元值加1，若30H单元计满则进位31H单元。现利用中断编制脉冲计数程序。 主程序部分: ORG 0000H AJMP MAIN ；设置主程序入口地址 ORG 0003H ；中断入口地址 AJMP