【实例4】【P108】根据下图所示的数码管显示与按键电路，编程验证两级外部中断嵌套效果。此外，利用发光管验证外部中断请求标志IE0在脉冲触发中断时的硬件置位与撤销过程。
#include
char led_mod[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
void delay(unsigned int count)
{ unsigned char i;
while(count--)
for(i=0;i<120;i++);
}
void key0(void) interrupt 0 // P3.2
{ unsigned char i;
for(i=0; i<=9; i++)
{ P2=led_mod[i];
delay(1000); }
P2=0x40; //循环显示完“0”～“9”之后，显示“－”
void key1(void) interrupt 2 //P3.3
{ unsigned char i;
for(i=0; i<=9; i++)
{ P1=led_mod[i];
delay(1000);
}
P1=0x40;
}
void main(void)
{ unsigned char i;
TCON=0x05; // 0x05= 0000 0101,最好写成IT0=1,IT1=1
PX0=0;
PX1=1; //INT1 高优先级
P1=0x40; P2=0x40;
IE=0x85; // 0x85=1000 0101, EA=1, EX1=1,EX0=1
while(1)
{ for(i=0;i<=9;i++)
{ P0=led_mod[i];
delay(1000); }
}
}
5.6 扩充外部中断源
实际应用中，两个外部中断请求源往往不够用，需对外部中断源进行扩充，如图5-10所示。系统有5个外部中断请求源IR0～IR4，高电平有效。
INT，优先级高的请求源IR0直接接到80C51的一个外部中断请求输入端0
其余4个请求源IR1～IR4通过各自的OC门（集电极开路门）连到80C51的另
INT，同时还连到P1口的P1.0～P1.3脚，供80C51查询。一个外中断源输入端1
图5-10所示电路，除了IR0优先权级别最高外，其余4个外部中断源的中断优先权的高与低取决于查询顺序。
图5-10 中断和查询相结合的多外部中断请求源系统假设图5-10中的4个外设中有一个提出高电平有效的中断请求信号，则中断请求通过4个集电极开路OC门的输出公共点，即1
INT脚的电平就会变低。究竟是哪个外设提出的请求，要通过程序查询P1.0～P1.3引脚上的逻辑电平来确定。
查询法扩展外部中断源比较简单，但是扩展的外部中断源个数较多时，查询时间稍长。因此，可以采用74LS优先编码器来实现。
【74LS148；8－3线八进制优先编码器】
8线－3线优先编码器：54148/74148
148为8线-3线，148将8条数据线（0－7）进行3线（4-2-1）二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。
利用选通端5（EI）和输出选通端15（EO）可进行八进制扩展。引脚图如下：
【例】利用74LS148扩展外部中断【P110】
#include
#include
unsigned char led_code[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};
void delay(unsigned int count)
{ unsigned char i;
while(count--)
for(i=0;i<120;i++);
}
void EX_INT0() interrupt 0
{ unsigned char bi;
bi= P2 & 0x07; //0x07＝0000 0111，保留P2口的低3位switch(bi)
{ case 0x00: //7按下
P0= led_code [7];
break;
case 0x01: //6按下
P0= led_code [6];
break;
case 0x02: //5按下
P0= led_code [5];
break;
case 0x03: //4按下
P0= led_code [4];
break;
case 0x04: //3按下
P0= led_code [3];
break;
case 0x05: // 2按下
P0= led_code [2];
break;
case 0x06: // 1按下
P0= led_code [1];
break;
case 0x07: // 0按下
P0= led_code [0];
break;
}
}
void main()
{ EA=1;
EX0=1;
IT0 = 1; //INT0引脚上，出现负跳变作为中断信号
while(1);
}
小结
1、5个中断源及其对应入口地址：
外中断2个：INT0、INT1
定时中断2个：T0、T1
串行中断1个：RI/TI
2、中断优先原则：分2个优先级；
同级：INT0→T0→INT1→T1→RI/TI。
3、中断响应过程：
4、中断请求的撤消：3类中断请求撤消的异同点。
5、中断源的扩展。
【第十一次课20111010的一部分】
作业：把教材的P87页的图4.24改为中断实现，用负跳变方式，中断0（INT0）显示“L2”，中断1（INT1）显示“H3”。
#include
// 林立P87的例题20120930
unsigned char led_mod[]={0x38,0x5b,0x76,0x4f}; // L2H3 unsigned char i,led_pos;
sbit P17=P1^7;
void delay(unsigned int count)
{ unsigned char i;
while(count--)
for(i=120;i>0;i--);
}
void xint0(void) interrupt 0
{ led_pos=2; }
void xint1(void) interrupt 2
{ led_pos=0; }
main()
{ IT0=1;
IT1=1;
EX0=1;
EX1=1;
EA=1;
P1=0xfd; //0xfd=1111 1101 while(1)
{
for(i=0;i<2;i++)
{ P2=led_mod[i+led_pos];
delay(5);
P1=~P1;
}
}
}
第5章中断系统 1）作业题 1.8051微控制器中，有几个中断源？几个中断优先级？中断优先级是如何控制的？在出 现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？ 各个中断源的入口地址是多少？ 答：8051微控制器中有五个中断源，两个中断优先级。通过IP进行优先级控制。IP为中断优先级寄存器，物理地址为B8H，其中的后五位PS PT1 PX1 PT0 PX0分别控制串行口、定时器/计数器1、外部中断1、定时器/计数器0、外部中断0的优先级。在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串行口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。 2.8051微控制器中，各中断标志是如何产生的，又如何清0的？ 答：每个中断源请求中断时会在SFR的某些寄存器中产生响应的标志位，表示该中断源请求了中断。INT0、INT1、T0和T1的中断标志存放在TCON(定时器/计数器控制寄存器)中，占4位；串行口的中断标志存放在SCON(串行口控制寄存器)中，占2位。 TF0：T0溢出标志，溢出时由硬件置1，并且请求中断，CPU响应后，由硬件自动将TF0清0；不用中断方式时，要用软件清0。 TF1：T1溢出标志，溢出时由硬件置1，并且请求中断，CPU响应后，由硬件自动将TF1清0；不用中断方式时，要用软件清0。 IE0：INT0中断标志，发生INT0中断时，硬件置IE0为1，并向CPU请求中断。 IE1：INT1中断标志，发生INT1中断时，硬件置IE1为1，并向CPU请求中断。SCON:串行口控制寄存器。 TI:串行口发送中断标志，发送完一帧数据时由硬件置位，并请求中断。 RI:串行口接受中断标志，接收到一帧数据时，由硬件置位，并且请求中断。 TI、RI标志，必须用软件清0。 3.简述8051微控制器中中断响应的过程。 答：单片机响应中断的条件：中断源有请求（响应的中断标志位置1），CPU允许所有中断（CPU中断允许位EA=1）,中断允许寄存器IE中，相应中断源允许位置1；没有同级或者高级中断正在服务，现行指令已经执行完毕，若执行指令为RETI或者读/写IE或者IP指令时则该指令的下一条指令也执行完毕。 中断响应的过程： 1）CPU在每个机器周期的S5P2检测中断源。在下一个机器周期的S6按照优先次序查询各个中断标志。若查询到有中断标志为1时，按照优先级别进行处理，即响应中断；2）置相应的“优先级状态”触发器为1，即指出CPU当前正在处理的中断优先级，以阻断同级或者低级中断请求； 3）自动保护断点，即将现行PC内容（即断点地址）压入堆栈，并且根据中断源把相应的
第五章习题答案 5-1 什么是中断系统？中断系统的功能是什么？ 实现中断功能的硬件和软件称为中断系统. 中断系统功能包括进行中断优先排队、实现中断嵌套、自动响应中断和实现中断返回。 5-2 什么是中断嵌套？ CPU在响应某一个中断源中断请求而进行中断处理时，若有中断优先级更高的中断源发出中断请求，CPU会暂停正在执行的中断服务程序，转向执行中断优先级更高的中断源的中断服务程序，等处理完后，再返回继续执行被暂停的中断服务程序，这个过程称为中断嵌套。 5-3 什么是中断源？MCS-51有哪些中断源？各有什么特点？ ①实现中断功能的硬件和软件称为中断系统，产生中断请求的请求源称为中断源. ②5个中断源中共有两个外部中断、两个定时中断和一个串行中断。 （1）外部中断源 外部中断是由外部原因（如打印机、键盘、控制开关、外部故障）引起的，可以通过两 个固定引脚来输入到单片机内的信号，即外部中断0（INT0）和外部中断1（INT1）。 （2）定时中断类 定时中断是由内部定时（或计数）溢出或外部定时（或计数）溢出引起的，即T0和T1 中断。 （3）串行口中断类 串行口中断是为接收或发送一帧串行数据，硬件自动使RI和TI置1，并申请中断 5-4 MCS-51单片机响应外部中断的典型时间是多少？在哪些情况下，CPU将推迟对外部中断请求的响应？ （1）MCS-51单片机的最短响应时间为3个机器周期，最长响应时间8个机器周期。 （2）有下列任何一种情况存在，则中断响应会受到阻断。 ①CPU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的指令的最后一个周期，即正在执行的指令还未完成前，任何中断请求都得不到响应； ③正在执行的指令是返回指令或者对专业寄存器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，至少在执行一条其他之后才会 响应。若存在上述任何一种情况，中断查询结果就被取消，否则，在紧接着的下一个机器周期，就会响应中断。 5-5 MCS-51有哪几种扩展外部中断源的方法？各有什么特点？ 扩展外部中断源的方法有定时扩展法和中断加查询扩展法两种。定时扩展法用于外部 中断源个数不太多并且定时器有空余的场合。中断加查询扩展法用于外部中断源个数较多的 场合，但因查询时间较长，在实时控制中要注意能否满足实时控制要求。 5-6 MCS-51单片机各中断源发出的中断请求信号，标记那些寄存器中？ 外部中断0（INT0）和外部中断1（INT1）中断请求信号标记在TCON中IE1和IE0。 T0和T1中断中断请求信号标记在TCON中TF1和TF0 串行口中断类中断请求信号标记在SCON中TI和RI 5-7 编写出外部中断1为跳沿触发的中断初始化程序。 SETB EA SETB EX1 SETB IT1
第五章中断系统及定时/计数器参考答案 1、80C51有几个中断源？各中断标志是如何产生的？又是如何复位的？CPU 响应各中断时，其中断地址入口是多少? 答：80C51有5个中断源，具体的名称、产生方式、复位方式和中断入口地址如下： （1）INT0(P302), 外部中断0请求信号输入引脚。当CPU检测到P3.2引脚出现有效的中断信号时，中断标志IE0（TCON.1）置一，向CPU 申请中断，中断入口地址为0003H。可由IT0（TCON.0）选择其为低 电平有效还是下降沿有效。当IT0=0时，中断标志在CPU响应中断 时不能自动清零，只能撤除INT0引脚的低电平，IE0才清零；当ITO=1 时，由硬件自动清除IE0标志。 （2）INT1(P3.3), 外部中断1请求信号输入引脚。当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE1（TCON.3）置一，向CPU 申请中断，入口地址为000BH。可由IT1（TCON.2）选择其为低电平 有效还是下降沿有效，中断标志复位清零与INTO类同。 （3）TF0(TCON.5), 片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。当定时/计数器T0发生溢出时，置位TF0，并向CPU申请中断，入口地址为0013H。 CPU响应中断时，TF0自动清零。 （4）TF1(TCON.7), 片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。当定时/计数器T1发生溢出时，置位TF1,并向CPU申请中断，入口地址为001 BH。CPU响应中断时，TF1自动清零。 （5）RI(SCON.0)或TI(SCON.1)，串行口中断请求标志。当串行口收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI, 向 CPU申请中断，入口地址为0023H。RI和TI必须由软件清除。 2、某系统有三个外部中断源1、2、3，当某一中断源变低电平时便要求CPU 处理，它们的优先处理次序由高到低为3、2、1，处理程序的入口地址分别为2000H、2100H、2200H，试编写主程序及中断服务程序（转至相应的入口即可）。 答：ORG 0000H LJMP BOOT ORG 0003H LJMP INT3 ORG 000BH LJMP INT2 ORG 0013H LJMP INT1 ORG 001BH RETI BOOT:ACALL INT0_0 ;中断启动程序 ACALL T0_0 ACALL INT1_0 SETB EA SJMP $
第五章中断系统作业 1.外部中断1所对应的中断入口地址为（）H。 2.对中断进行查询时，查询的中断标志位共有、__、、_和_、 __六个中断标志位。 3．在MCS-51中，需要外加电路实现中断撤除的是:（） (A)定时中断(B)脉冲方式的外部中断 (C)外部串行中断(D)电平方式的外部中断 4．下列说法正确的是：（） (A)同一级别的中断请求按时间的先后顺序顺序响应。（） (B)同一时间同一级别的多中断请求，将形成阻塞，系统无法响应。（） (C)低优先级中断请求不能中断高优先级中断请求，但是高优先级中断请求 能中断低优先级中断请求。（） (D)同级中断不能嵌套。（） 5．在一般情况下8051单片机允许同级中断嵌套。（） 6．各中断源对应的中断服务程序的入口地址是否能任意设定?（） 7．89C51单片机五个中断源中优先级是高的是外部中断0，优先级是低的是串行口中断。（） 8．各中断源发出的中断申请信号，都会标记在MCS－51系统中的（）中。 （A）TMOD（B）TCON/SCON（C）IE（D）IP 9.要使MCS-51能够响应定时器T１中断、串行接口中断，它的中断允许寄存器 IE的内容应是（） （A）98H（B）84H（C）42（D）22H 10．编写出外部中断1为负跳沿触发的中断初始化程序。 11.什么是中断？其主要功能是什么？ 12.什么是中断源？MCS-51有哪些中断源？各有什么特点？ 13.什么是中断嵌套？ 14．中断服务子程序与普通子程序有哪些相同和不同之处？ 15.中断请求撤除的有哪三种方式？ 16.特殊功能寄存器TCON有哪三大作用？ 17.把教材的P82页的图4.24改为中断实现，用负跳变方式，中断0（INT0）显 18.示“L2”，中断1（INT1）显示“H3”。（可参考第四章的电子教案中的例子） 19.第5章课后作业第9题。
第五章 中断系统 5. 1 输入/输出数据的传输控制方式 一、输入/输出的一般概念 1．引言 输入/输出是微机系统与外部设备进行信息交换的过程。输入/输出设备称为外部设备，与存储器相比，外部设备有其本身的特点，存储器较为标准，而外部设备则比较复杂，性能的离散性比较大，不同的外部设备，其结构方式不同，有机械式、电动式、电子式等；输入/输出的信号类型也不相同，有数字信号，也有模拟信号；有电信号，也有非电信号；输入/输出信息的速率也相差很大。因此，CPU与外部设备之间的信息交换技术比较复杂。 CPU与外设之间的信息交换，是通过它们之间接口电路中的I/O端口来进行的，由于同一个外部设备与CPU之间所要传送的信息类型不同，方向不同，作用也不一样（例如数据信息、状态信息、控制信息、输入/输出等），所以接口电路中可以设置多个端口来分别处理这些不同的信息。 2．输入/输出端口的寻址方式 微机系统采用总线结构形式，即通过一组总线来连接组成系统的各个功能部件（包括CPU、内存、I/O端口），CPU、内存、I/O端口之间的信息交换都是通过总线来进行的，如何区分不同的内存单元和I/O 端口，是输入/输出寻址方式所要讨论解决的问题。 根据微机系统的不同，输入/输出的寻址方式通常有两种形式：(1)．存储器对应的输入、输出寻址方式 这种方式又称为存储器统一编址寻址方式或存储器映象寻址方式。方法：把外设的一个端口与存储器的一个单元作同等对待，每一个I/O 端口都有一个确定的端口地址，CPU与I/O端口之间的信息交换，与存储单元的读写过程一样，内存单元与I/O端口的不同，只在于它们具有不同的的地址。 优点： ①CPU对I/O端口的读/写操作可以使用全部存储器的读/写操作指 令，也可以用对存储器的不同寻址方式来对I/O端口中的信息，直接进行算术、逻辑运算及循环、移位等操作。