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单片机基础与应用第5章 中断系统

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MCS-51系列单片机的中断系统

MCS-51系列单片机的中断系统

单片机原理与接口技术
大连理工大学出版社
第5章 中断
当断不断必受其乱
第5章 中断系统
5.1 概述 MCS-51系列单片机的中断系统 5.2 MCS-51系列单片机的中断系统 5.3 中断程序设计方法
第5 章
中断系统
中断控制是单片机最重要的技术之一， 实时控制及人机交互等应用都是通过中 断实现的。 本章主要介绍中断的基本概念、MCS-51 系列单片机单片机的中断机制及其简单 应用。
5.2.2中断控制 5.2.2中断控制
1.中断允许 MCS-51系列单片机中断系统通过中断允许控制 寄存器IE实现开中断和关中断的功能。 （1）IE寄存器 IE寄存器由一个中断允许总控制位和各中断源 的中断允许控制位构成，从而进行两级中断允 许控制。IE寄存器的各位定义如下：
5.2.2中断控制 IE寄存器
5.2.2中断控制 IE寄存器
EX1（IE.2）——外中断1的中断允许控 制位。中断总允许时，EX1=0，禁止外中 断1中断；EX1=1，允许外中断1中断。 ET1（IE.3）——定时器T1的中断允许控 制位。中断总允许时，EX1=0，禁止T1中 断；ET1=1，允许T1中断。
5.2.2中断控制 5.2.2中断控制 IE寄存器
5.2.1中断源和中断标志
当MCS-51系列单片机的外中断源以脉冲方式触 发时，负脉冲有效。CPU在一个机器周期采样到 INT0（或者 INT1 ）引脚上为高电平，在接下 来的一个机器周期采样到INT0（或者INT1）引 脚上是低电平，即出现了下降沿的跳变（负脉 冲）时，就认为是外中断0（或者外中断1）的 一个有效的中断请求信号。因为两次检测的间 隔时间为一个机器周期，负脉冲对应的高低电 平持续时间都应至少维持一个机器周期，从而 保证CPU能够检测到电平的跳变。
单片机原理及应用教程(C语言版)-第5章 MCS-51单片机的中断系统

单片机原理及应用教程(C语言版)-第5章 MCS-51单片机的中断系统


5.2.5 中断允许控制
例5-1 假设允许INT0、INT1、T0、T1中断，试 设置IE的值。 （2）汇编语言程序 按字节操作： MOV IE,#8FH 按位操作： SETB EX0 ;允许外部中断0中断 SETB ET0 ;允许定时器/计数器0中断 SETB EX1 ;允许外部中断1中断 SETB ET1 ;开定时器/计数器1中断 SETB EA ;开总中断控制位
IP (B8H)
D7 —
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 — PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
PT2：定时器/计数器T2的中断优先级控制位 PT2设置1则T2为高优先级，PT2设置0则T2为 低优先级。 后面各位均是如此，设置1为高优先级，设置0 为低优先级，不再一一赘述。 PS：串行口的中断优先级控制位。 PT1：定时器/计数器1的中断优先级控制位。 PX1：外部中断1的中断优先级控制位。 PT0：定时器/计数器0的中断优先级控制位。 PX0：外部中断0的中断优先级控制位。
5.2.4 中断请求标志
4．定时器/计数器T2中断请求标志
T2CON D7 D6 D5 (C8H) TF2 EXF2 D4 D3 D2 D1 D0
EXF2：定时器/计数器2的外部触发中断请求标志 位。T2以自动重装或外部捕获方式定时、计数，当 T2EX（P1.1）引脚出现负跳变时，TF2由硬件置1， 向CPU请求中断，CPU响应中断后，EXF2不会被硬 件清0，需要在程序中以软件方式清0。
5.2.3 外中断触发方式
TCON格式如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0=1，外中断0为下降沿触发 CPU在每一个机器周期的S5P2期间对P3.2引 脚采样，若上一个机器周期检测为高电平，紧挨着 的下一个机器周期为低电平，则使IE0置1。 IT1：外中断1触发方式控制位。功能同IT0
MCS51单片机第5章

MCS51单片机第5章


中断优先级处理原则
同时发生多个中断申请时 多个中断申请时： 对同时发生多个中断申请时： 不同优先级的中断同时申请(很难遇到) ☞不同优先级的中断同时申请(很难遇到) ——先高后低 先高后低 相同优先级的中断同时申请(很难遇到) ☞相同优先级的中断同时申请(很难遇到) ——按序执行 按序执行 ☞正处理低优先级中断又接到高级别中断 ——高打断低 高打断低 ☞正处理高优先级中断又接到低级别中断 ——高不理低 高不理低
MCS-51单片机的中断系统 MCS-51单片机的中断系统 计算机与外设之间交换信息的方式： 计算机与外设之间交换信息的方式： 无条件传送方式：外设对计算机来说总是准备好的。 （1）无条件传送方式：外设对计算机来说总是准备好的。 （2）查询传送方式：传送前计算机先查询外设的状态， 查询传送方式：传送前计算机先查询外设的状态， 若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待。 若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待。 中断传送方式： （3）中断传送方式：外设通过申请中断的方式与计算 机进行数据传送。 机进行数据传送。 直接存储器存取方式(DMA) (DMA)： （4）直接存储器存取方式(DMA)：传送数据的双方直 接通过总线传送数据, 不经CPU中转。 CPU中转 接通过总线传送数据, 不经CPU中转。
中断请求的撤除
为了避免中断请求标志没有及时撤除而造成的重复响应同一中 断请求的错误， CPU在响应中断时必须及时将其中断请求标志 断请求的错误， CPU在响应中断时必须及时将其中断请求标志 位撤除。 位撤除。
申请标志 IE0 TF0 IE1 TF1 RI/TI TF2
中断矢量 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
中断优先级 最高优先级
最低优先级
第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)

第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)


2
1
TH0
；P1.0输出“0” ；P1.0输出“1”
5.2 MCS-51单片机的中断系统
五、外中断应用举例
1. 中断初始化程序
设置外中断源的触发方式 设置中断允许寄存器IE 设置中断优先级寄存器IP
2. 中断服务程序
保护现场 中断处理 恢复现场
23/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-3】 设外部中断0为下降沿触发方 式，高优先级，试编写中断初始化程序
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-4】 将单脉冲接到外中断0（INT0）引脚，利 用P1.0作为输出，经反相器接发光二极管。编写程 序，每按动一次按钮，产生一个外中断信号，使发 光二极管的状态发生变化，由亮变暗，或反之
P1.0 单脉冲 发生器 INT0
1
+5V
8031
26/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
串口：0023H
20/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
四、中断请求的撤除
1.定时/计数器中断请求标志TF0/TF1会自动撤除 2.串行口中断请求标志TI/RI要用指令撤除
CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位
3.负脉冲触发的外中断请求标志IE0/IE1会自动撤除 4.低电平触发的外中断请求信号需要外加电路撤除
下次课前请预习5.3节
30/65
5.3 51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时/计数器 T0和T1，简称定时器0和定时器1
在特殊功能寄存器TMOD和TCON的控制下， 它们既可以设定成定时器使用，也可以设定 成计数器使用
定时/计数器有4种工作方式，具有中断功能， 可以完成定时、计数、脉冲输出等任务
第5章-MCS-51单片机中断系统-PPT

第5章-MCS-51单片机中断系统-PPT

CPU在每一个机器周期得S5P2期间对P3、 3引脚采样,若P3、3为低电平,则使IE1置1,否 则IE1清0。
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
IT1=1,外中断1为下降沿触发 采样:CPU在每一个机器周期得S5P2期间 对P3、3引脚采样,若上一个机器周期检测为 高电平,紧挨着得下一个机器周期为低电平,则 使IE1置1。 IT0:外中断0触发方式控制位。
CPU主要就是通过标志寄存器、控制 寄存器、优先级寄存器对中断源进行管
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
(1)与中断标志相关得SFR
主要有:定时器/计数器T0、T1控制寄 存器TCON
串行口控制寄存器SCON 定时器/计数器2控制寄存器T2CON(第 6章介绍) (2)中断控制寄存器:TCON、IE (3)中断优先级寄存器:IP
DMA释放总线:当一批数据传送后, DMA控制器再向CPU发出“结束总线请 求”,CPU响应请求,收回总线使用权。
DMA方式速度高、效率高,可以与CPU 并行工作。
5、1、2 中断得相关概念
1、中断得概念
CPU在正常运行得时候, 外部或者内部发生了请求 CPU迅速去处理得事件,CPU 暂时中断当前得程序,去处理 所发生得事件,处理完事件后, 再返回到原来被中断得程序 继续运行。此过程称为中断。
图5-3 定时器得控制寄存器
TCON可位寻址。复位后TCON=00H。 TF1(TCON、7):T1溢出标志位
当T1计满溢出时,由内部硬件置位; 中断响应后自动清 0。
5、2、2 MCS-51单片机得中断源
TF0:T0溢出标志位 功能同TF1。
IT1:外中断1触发方式设置位 IT1=0,外中断1为低电平触发
5、1、1 微机得输入/输出方式
第5章 MCS-51单片机的中断系统

第5章 MCS-51单片机的中断系统

系统
（2）实现实时处理
在实时控制中，现场的参数、信息是不断变化的。 有了中断功能，外界的这些变化量可随时向CPU 发出中断请求，CPU可以马上响应加以处理。
（3）故障处理
单片机运行过程中，出现一些故障时（如掉电、 存储出错、运算溢出等），有了中断功能，单片 机就能自行处理而不必停机。 外界的中断请求是随机的，单片机响应请求后要 转到中断服务程序，与调用子程序相类似，需要 注意对现场进行保护。
ORG 0100H
MAIN： …;
第五章 MCS-51单片机的中断系统
ORG 1000H INT1：PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH R0 PUSH R1 … POP R1 POP R0 POP DPL POP DPH POP ACC RETI
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3 中断处理过程
中断响应
中断处理
中断返回
第五章 MCS-51单片机的中断系统
5.3.1 中断响应
1. CPU响应中断的基本条件 （1）有中断源提出中断请求； （2）中断没有被禁止； （3）没有正在响应的同级或更高优先级的中断； （4）当前的指令周期已经结束；（也就是说，中 断申请时，正在执行的这条指令完成后，才会响 应中断请求） （5）若当前指令为RETI或访问IE、IP指令， CPU在执行完当前指令后，要再执行一条指令才 会响应中断请求。
第五章 MCS-51单片机的中断系统
2．中断响应过程 （1）根据响应的中断源的中断优先级，使相应的优 先级状态触发器置1； （2）清除相应的中断请求标志位（串行口中断请求 标志RI和TI除外）；
（3）把当前程序计数器PC的内容压入堆栈；
（4）把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入 口地址送入PC，从而转入相应的中断服务程序。 CPU响应中断请求后，在中断返回（执行RETI）前， 中断请求必须被清除，即中断标志位=0，否则会再 一次引起中断响应。
第5章 中断系统

第5章 中断系统

5.1 中断的概念 5.2 8051的中断源和中断控制寄存器 5.3 中断处理的过程 5.4 中断响应等待时间 5.5 C51中断服务函数 5.6 中断系统的应用 5.7 实践训练—键控彩灯 5.8 习题
计算机与外设交换信息时，慢速工作的外设与快速工作的CPU之间形成一个很大的矛盾。 例如：计算机与打印机相连接，CPU处理和传送字符的速度是微秒级的，而打印机打印字符 的速度远比CPU慢。CPU不得不花大量时间等待和查询打印机打印字符。中断就是为解决这 类问题而提出的。
02
02
Hale Waihona Puke 023.中断允许控制寄存器IE CPU对中断系统的所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽是由中断允许控制寄存器IE控制 的。IE的状态可通过程序由软件设定。某位设定为1，相应的中断源中断允许；某位设定为0， 相应的中断源中断屏蔽。CPU复位时，IE各位清0，禁止所有中断。IE的结构、位名称和位地址 见表5-3。
03
4.中断返回 中断服务程序的最后一条指令必须是中断返回指令RETI。RETI指令能使CPU结束中断服务程序的执 行，返回到曾经被中断过的程序处，继续执行主程序。RETI指令的具体功能如下。 （1）恢复断点地址 将中断响应时压入堆栈保存的断点地址从栈顶弹出送回PC，CPU从原来中断的地方继续执行程序。 注意，不能用RET指令代替RETI指令，因为用RET指令虽然也能控制PC返回到原来中断的地方，但 RET指令没有清0中断优先级状态触发器的功能，中断控制系统会认为中断仍在进行，其后果是与此同级 的中断请求将不被响应。 若用户在中断服务程序中进行了入栈操作，则在RETI指令执行前应进行相应的出栈操作，使栈顶指 针SP与保护断点后的值相同，即在中断服务程序中PUSH指令与POP指令必须成对使用，否则不能正确 返回断点。 （2）开放同级和低级中断 上述中断响应过程大部分操作是CPU自动完成的，用户只需要了解来龙去脉。而用户需要做的事情是 编制中断服务程序，并在此之前完成中断初始化，即设置堆栈，定义外中断触发方式，定义中断优先级， 开放中断等。
《单片机原理及应用设计》-胡辉-电子教案-2910 单片机系统5

《单片机原理及应用设计》-胡辉-电子教案-2910 单片机系统5

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。
3．中断处理
▪ 中断处理（又称中断服务）程序从入口地址 开始执行，直到返回指令“RETI”为止，这 个过程称为中断处理。此过程一般包括两部 分内容，一是保护现场，二是处理中断源的 请求。
位。当 IT1=0，外部中断l为电平触发方式。 • 若IT1=1，外部中断1控制为边沿触发方式。 ▪ 2）TCON．0 IT0：外部中断0触发方式控制位。
▪ 5.2.2 外部中断的系统设计应用
外设数据经P1口输 入单片机，每准备 好一个数据，外设 发出选通信号，经 触发器和非门至 INT0。
P1口
响应中断后不会自动清除RI标志，必须由软件清除。
5.1.3 中断的控制
3．中断允许控制寄存器IE
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
0 禁止，1允许
▪ 1）IE.7 EA：CPU中断总允许位。EA=1，CPU开放中断， 每个中断源是被允许还是被禁止，分别由各自的允许位 确定；EA=0，CPU屏蔽所有的中断要求，称关中断。
周期不是当前指令的最后一个周期，则不行； ③ 若现行指令是RETI、RET或访问IE、IP指令，则 需要执行到当前指令及下一条指令方可响应。
2.响应过程 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。
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：
第5章AT89S51单片机的中断系统PPT课件

第5章AT89S51单片机的中断系统PPT课件

IE0：外部中断0请求源（P3.2）标志。 IE0＝1外部中断0向 CPU请求中断，当CPU响应外部中断
时， 由硬件清“0”IE0 （边沿触发方式）。
IT0：外部中断0触发方式控制位，其意义和功能与IT1类似。
7
2．串行口中断 SCON为串行口控制寄存器，字节地址为98H。SCON的低二位 锁存串行口的接收中断和发送中断标志，其格式如下：
1 0
1
0
0
图5-2 AT89S51中断系统示意图
高 级 中 断
低 级 中 断
5
1．定时器/计数器中断锁存寄存器TCON TCON为定时器/计数器T0、T1的控制寄存器，同时也锁存T0、T1的 溢出中断源和外部请求中断源等，与中断源有关的位如下：
TCON D 7 位 地 址T F 1
8FH
D 6
D 5 T F 0 8DH
1 0
1 TI
中断标志位 TCON
外部 中断0 （ IE0）
定时 器0
（ TF0）
外部 中断1 （ IE1）
定时 器1
（ TF1）
TX
串 TI
行
＋
RX
口 RI
SCON
中断允许寄存器 IE
中断优先寄存器 IP
PX0 EX0
PT0 ET0
PX1 EX1
PT1 ET1
PS
ES
EA
源允许 总允许
1
0
1
0
1
1 0
9
3．中断允许控制 AT89S51中断允许和禁止由寄存器控制。中断允许寄存器（
IE）的字节地址为A8H，其格式如下：
位地址 AFH AEH 符 号 EA --
ADH ACH ABH AAH A9H A8H ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0
单片机原理及其接口技术--第5章 MCS-51单片机中断系统

单片机原理及其接口技术--第5章 MCS-51单片机中断系统


下来，这称为保护现场，由用户自己编程完成。
保护断点和现场后即可执行中断服务程序，执行完毕， CPU由中断服务程序返回主程序。 主目录 上一页 下一页 结 束
15
……
响应
单片机原理及其接口技术
主程序A
断点
返回
中断返回过程如下：
RETI 中断服务程序B
首先恢复原保留寄存器的内容和标志位的状态，这称为恢 复现场，由用户编程完成。 然后，再加返回指令RETI，RETI指令的功能是恢复PC值， 使CPU返回断点，这称为恢复断点。 恢复现场和断点后，CPU将继续执行原主程序，中断响应 过程到此为止。 主目录 上一页 下一页 结 束
主目录 上一页 下一页 结 束
单片机原理及其接口技术
5.2.2 中断标志与中断控制
1．中断标志
(1) 定时器控制寄存器TCON
SFR之一，锁存中断请求标志，字 节地址88H，可位寻址。
其结构、位名称、位地址及其功能 如表5.1所示。
主目录 上一页 下一页 结 束
单片机原理及其接口技术 表5.1 TCON的结构、位名称、位地址和功能
单片机原理及其接口技术
第5章 MCS-51单片机中断系统
教学目标 5.1 中断概述 5.2 MCS-51中断系统 5.3 中断系统的应用 本章小结 思考题与习题主目录上一页来自下一页结束
单片机原理及其接口技术
教学目标
通过本章教学，要求达到以下目标： 1．熟记MCS-51 5个中断源及其中断入口地址。 2．熟悉TCON、SCON、IE、IP的结构、控制 作用和设置方法。 3．理解MCS-51中断响应过程。 4．了解中断响应等待时间。 5．理解中断请求撤除情况和应对措施。 6．熟悉中断优先控制的方法。 7．掌握中断应用程序的编制方法。
第五章-MCS-51单中断系统习题答案.doc

第五章-MCS-51单中断系统习题答案.doc

第五章MCS-51单片机中断系统习题答案一、填空题1、中断允许寄存器，中断优先级寄存器。

2、电平触发，边沿触发（或答跳变触发）。

二简答题1、写出8052的中断源和相应的中断入口。

INT0 0003HT0 000BHINT1 0013HT1 001BHTI或RI 0023H2、8051单片机的中断优先级是如何排列的？硬件INT0 T0 INT1 T1 TI或RI软件通过IP定义两个优先级3、外部中断有哪几种触发方式？边沿触发和电平触发。

4、8052单片机程序存储器中的六个特殊单元是什么，各有何用途？0000H(PC)，0003H(int0)，000BH(c/T0)，0013H（int1），001BH(c/T1)，0023H（s口）。

4、三、程序设计1、8031芯片的INT0、INT1引脚分别输入压力超限及温度超限中断请求信号，定时器/计数器0作定时检测的实时时钟，用户规定的中断优先权排队次序为：压力超限温度超限定时检测要求确定IE、IP的内容，以实现上述要求。

解：(1)中断控制寄存器各位定义：Ｄ７：ＣＰＵ中断允许位EA，应设为1Ｄ６：未定义，可为随意量,取为0Ｄ５：定时器／计数器２中断允许位ＥＴ２,可取0D4：串行口中断允许位ＥＳ, 可取0D３：定时器／计数器１中断允许位ＥＴ１, 应取0D2：外部中断１中断允许位ＥX１, 应取1D1：定时器／计数器0中断允许位ＥＴ0, 应取1D0：外部中断0中断允许位ＥX0, 应取1故IE=87H(2)由硬件确定的同一优先级中断源的优先权排队顺序如下：ＩＮＴ0－Ｃ／Ｔ0－ＩＮＴ１－Ｃ／T1－串行口中断－c/２ＭＣＳ－５１有两个中断优先级,中断优先权选择寄存器ＩＰ可对各中断源用软件进行编程,确定为高优先级中断还是低优先级中断。

因些可以用硬件与软件相结合的方法对中断源的优先级进行排序。

由题意，根据ＩＰ各位的定义：Ｄ７：未定义，可为随意量,取为0Ｄ６：未定义，可为随意量,取为0Ｄ５：定时器／计数器２优先权选择位ＰＴ２,可取0D4：串行口优先权选择位ＰＳ, 可取0D３：定时器／计数器１优先权选择位ＰＴ１, 应取0 D2：外部中断１优先权选择位ＰX１, 应取1，应接温度超限信号。

单片机原理及应用课后习题答案第5章作业

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）IP9. 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）22H10．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）显示“L2”，中断1（INT1）显示“H3”。

（可参考第四章的电子教案中的例子）18.第5章课后作业第9题。

第五章中断系统作业答案1. 外部中断1所对应的中断入口地址为（0013）H。

单片机讲义(第五章MCS-51的中断系统)



5．6．2 跳沿触发方式（下降沿触发方式）
如果相继连续两次采样，一个机器周期采样到外部中断输入为高， 下一个机器周期采样为低，则置1中断申请触发器，直到CPU响应此 中断时，该标志才清0。这样不会丢失中断，输入的负脉冲宽度至少保
持12个时钟周期（若晶振频率为6 MHZ，则为2μs），才能被CPU采样到。
（2）用字节操作指令
MOV IP，＃05H ；000 00101 或者用： MOV 0B8H，＃05H ；B8H为IP寄存器的字节地址
5．5 外部中断的响应时间


从外部中断请求有效（外部中断请求标志置1）到转 向中断入口地址所需要的响应时间。 外部中断的最短响应时间为3个机器周期。其中中断
请求标志位查询占1个机器周期，而这个机器周期恰好是处于指令 的最后一个机器周期，在这个机器周期结束后，中断即被响应， CPU接着执行1条硬件子程序调用指令 LCALL以转到相应的中断服 务程序入口，则需要2个机器周期。

外部中断响应的最长时间为8个机器周期。执行RETI或
是访问IE或IP的指令，最长需要2个机器周期。而接着再执行的1条 指令，按最长的指令（乘法指令MUL和除法指令DIV）来算，需4 个机器周期。再加上硬件子程序调用指令LCALL的执行，需要2个 机器周期，所以，外部中断响应最长时间为8个机器周期。
5．3．3中断允许寄存器IE

IE中各位的功能如下：
（l）EA——中断允许总控制位 EA=0，CPU屏蔽所有的中断请求（CPU关中 断）； EA=1，CPU开放所有中断（CPU开中断）。 （2）ES——串行口中断允许位 ES=0，禁止串行口发送/接收中断； ES=1，允许串行口发送/接收中断。 （3） ET1——定时器／计数器T1的溢出中断允许 位 ET1= 0，禁止T1计数溢出中断； ET1= 1，允许T1计数溢出中断。

单片机基础(第3版)——第5章

(1)编制主程序
第一部分：主程序初始化 此部分必须编写
功能：
用于设置堆栈位置； 定义触发方式（低电平触发或脉冲下降沿触发） 对IE和IP赋值等； 第二部分：须由主程序完成的其它功能。
1．中断系统的程序编制
(2)选择中断服务程序的入口地址。 (3)编制中断服务程序。
即明确中断服务程 序的起始位置
DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET INT0: PUSH PSW ;保护PSW,ACC值 PUSH ACC MOV A,#00H ；使8个LED全亮 MOV R2,#6 ；闪烁3次（全亮全灭各3次） L4：MOV P1,A ；A值送出 LCALL DELAY ；延时0.2秒 CPL A ；A值取反 DJNZ R2，L4 ；闪烁3次？ POP ACC ；恢复保护的A值 POP PSW ；恢复保护的PSW值 RETI ；返回主程序 END
４.3定时／计数器
1. 日常生活中定时、计数的例子： 2 . 单片机应用系统中定时计数的需求：
如用单片机控制的打铃器、空调的定时开关、啤酒自 动生产线上对酒瓶的计数装置等。 3 . 80C51单片机片内的定时/计数器： 两个１６位可编程的定时／计数器：T0和T1，都能定 时和对外部事件进行计数。 此外，T1还可以作为串行接口的波特率发生器。
说明：此时串口的优先级高于外部中断0的优先级
答案：
此时CPU按自然优先级顺序确定该响应哪个
中断请求。
如果几个同级别的中断 源同时申请中断，CPU 如何响应？
注意： 自然优先级由硬件决定，用户不能更改。 排列见表4－2
表4－2
中断入口地址及自然优先级
3．定时/计数器及外部中断控制寄存器TCON • 功能：
3.中断系统

单片机原理及接口技术第5章习题答案

1、什么是中断和中断系统？其主要功能是什么？答：当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生的某一件事件请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件，中断服务处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。

这种过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。

功能：（1）使计算机具有实时处理能力，能对外界异步发生的事件作出及时的处理（2）完全消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率（3）实现实时控制2、试编写一段对中断系统初始化的程序，使之允许INT0，INT1，TO，串行口中断，且使T0中断为高优先级中断。

解：MOV IE, #097HMOV IP, #02H3、在单片机中，中断能实现哪些功能？答：有三种功能：分时操作，实时处理，故障处理4、89C51共有哪些中断源？对其中端请求如何进行控制？答：（1）89C51有如下中断源①INT0:外部中断0请求，低电平有效②INT1:外部中断1请求，低电平有效③T0：定时器、计数器0溢出中断请求④T1：定时器、计数器1溢出中断请求⑤TX/RX：串行接口中断请求（2）通过对特殊功能寄存器TCON、SCON、IE、IP的各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能5、什么是中断优先级？中断优先处理的原则是什么？答：中断优先级是CPU相应中断的先后顺序。

原则：（1）先响应优先级高的中断请求，再响应优先级低的（2）如果一个中断请求已经被响应，同级的其它中断请求将被禁止（3）如果同级的多个请求同时出现，则CPU通过内部硬件查询电路，按查询顺序确定应该响应哪个中断请求查询顺序：外部中断0→定时器0中断→外部中断1→定时器1中断→串行接口中断6、说明外部中断请求的查询和响应过程。

答：当CPU执行主程序第K条指令，外设向CPU发出中断请求，CPU接到中断请求信号并在本条指令执行完后，中断主程序的执行并保存断点地址，然后转去响应中断。

第5章：中断系统2


•
• •
中断优先级的判定 中断源的优先级别分为高级和低级，通过由软件 设置中断优先级寄存器IP相关位来设定每个中断 源的级别。 如果几个同一优先级别的中断源同时向CPU请求 中断，CPU通过硬件查询电路首先响应自然优先 级较高的中断源的中断请求。 中断可实现两级中断嵌套。高优先级中断源可中 断正在执行的低优先级中断服务程序，除非执行 了低优先级中断服务程序的CPU关中断指令。同 级或低优先级的中断不能中断正在执行的中断服 务程序。
5.2 中断处理过程
• 中断处理流程 • 中断嵌套 • 中断的应用实例
中断处理流程
执行一条指令 取下一条指令
•
中断处理过程可分为 中断请求、中断响应、中 断处理和中断返回四个阶 段。不同的计算机因其中 断系统的硬件结构不同， 因此，中断响应的方式也 有所不同。这里仅以8051 单片机为例进行叙述。其 主要内容及一般顺序如图 5-3所示。
（4）中断请求的撤除
• 中断源发出中断请求，相应中断请求标志置“1”。CPU响应 中断后，必须清除中断请求“1”标志；否则中断响应返回后， 将再次进入该中断，引起死循环出错。如何撤除中断请求标 志的说明如下：
• 定时器溢出中断请求的撤除：
• 对于定时器0或1溢出中断，CPU在响应中断后即由硬件自动 清除其中断标志位TF0或TF1，用户无须采取其他措施。
编写中断服务程序时应注意
① 在中断矢量地址单元处放一条无条件转移指令(如
LJMP ××××H），使中断服务程序可灵活地安排
在64KB程序存储器的任何空间。
② 在中断服务程序中，用户应注意用软件保护现场，
以免中断返回后丢失原寄存器、累加器中的信息。
③ 若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，

第5章 STC15F2K60S2单片机中断系统


TI：串行口1发送中断标志。串行口1以方式0发送时，每当 发送完8位数据，由硬件置1；若以方式1、方式2或方式3发 送时，在发送停止位的开始时置1。TI为1表示串行口已发送 一帧数据，串行口1正在向CPU申请中断(发送中断)。值得注 意的是，CPU响应发送中断请求，转向执行中断服务程序时 并不将TI清0，TI必须由用户在中断服务程序中清0。 SCON寄存器的其他位与中断无关，将在后续相关章节 介绍。
3. ADC_CONTR寄存器
ADC_CONTR为A/D转换控制寄存器，字节地址为BCH，
ADC_POWER：ADC电源控制位。当ADC_POWER为0时，关闭ADC电源； 当ADC_POWER为1时，打开ADC电源。 ADC_FLAG：ADC转换结束标志位，可用于请求A/D转换的中断。 当A/D转换完成后ADC_FLAG置1,要用软件清0。不管是A/D转换完 成后由该位申请产生中断，还是由软件查询该标志位A/D转换是 否结束，当A/D转换完成后，ADC_FLAG为1，一定要软件清0。 ADC_START：ADC转换启动控制位，设置为1时，开始转换，转换 结束后为0。 A/D转换控制寄ADC_CONTR中的其他位与中断无关，将在后续 相关章节介绍。
IT0：外部中断0中断触发方式选择位，功能与IT1类似。
2. SCON和S2CON寄存器
SCON为串行口1控制寄存器，包括了串行口发送和接收 中断的请求标志位TI和RI。SCON寄存器的字节地址为98H，可 位寻址，其格式如下：
RI：串行口1接收中断标志。若串行口1允许接收且以方式0 工作，则每当接收到第8位数据时置1；若以方式1、方式2或 方式3工作且SM2=0时，则每当接收到停止位的中间时置1； 当串行口以方式2或方式3工作且SM2=1时，则仅当接收到的 第9位数据RB8为1后，同时还要接收到停止位的中间时置1。 RI为1表示接收器已接收到一帧数据，串行口1正向CPU申请 中断(接收中断)，RI必须由用户的中断服务程序清0。
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中断ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ本概念
（1）中断服务程序：CPU响应中断后，转去执行相应的
处理程序，该处理程序通常称之为中断服务程序。 （2）主程序：原来正常运行的程序称为主程序。 （3）断点：主程序被断开的位置（或地址）称为断点。 （4）中断源：引起中断的原因，或能发出中断申请的来 源，称为中断源。 （5）中断请求：中断源要求服务的请求称为中断请求 （或中断申请。
第 5章
中断系统
本章内容
什么是中断
单片机中断系统结构
中断处理过程
什么是中断
中断是指通过硬件来改变CPU的运行方向。计算机在执行
程序的过程中，外部设备向CPU发出中断请求信号，要求 CPU暂时中断当前程序的执行而转去执行相应的处理程序， 待处理程序执行完毕后，再继续执行原来被中断的程序。 这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的 情况称为“中断”。
中断处理过程 中断响应时间
中断响应时间是指从中断请求标志位置位到CPU开始执 行中断服务程序的第一条语句所需要的时间。 1）中断请求不被阻断的情况 外部中断响应时间至少需要3个机器周期，这是最短的 中断响应时间。一般来说，若系统中只有一个中断源，则 中断响应时间为3 8个机器周期。 2）中断请求被阻断的情况 如果系统不满足所有中断响应条件、或者存在任何一种 中断阻断情况，那么中断请求将被阻断，中断响应时间将 会延长。
中断触发方式控 制位
串行发送中断标 志 串行接收中断标 志
当IT0= 0，外部中断0控制为电平触发方式；当IT0 = 1，外 部中断0控制为边沿（下降沿）触发方式。
CPU将数据写入发送缓冲器SBUF时，启动发送，每发送完 一个串行帧，硬件都使TI置位；但CPU响应中断时并不自 动清除TI，必须由软件清除。 当串行口允许接收时，每接收完一个串行帧，硬件都使RI 置位；同样，CPU在响应中断时不会自动清除RI，必须由 软件清除。
EA
IE.7
EA = 1，开放所有中断，各中断源的允许 和禁止可通过相应的中断允许位单独加 以控制；EA = 0，禁止所有中断。
ES = 1，允许串行口中断；ES = 0禁止串 行口中断。 ET1 = 1，允许T1中断；ET1 = 0，禁止T1 中断。 EX1 = 1，允许外部中断1中断；EX1 = 0， 禁止外部中断1中断。
TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 TI
T0溢出中断标志 中断标志
TCON.5 TCON.3 TCON.2 TCON.1 TCON.0 SCON.1
中断触发方式控 制位
中断标志
当IT1 = 0，外部中断1控制为电平触发方式；当IT1 = 1， 外部中断1控制为边沿（下降沿）触发方式。
IE0= 1，外部中断0向CPU申请中断。
2
外部中断1请求
3 4
TF0 TF1
T0溢出中断请求 T1溢出中断请求
5
RI或TI
串行口中断请求
当接收或发送完一个串行帧时，内部串行口中断请求 标志位RI（SCON.0）或TI（SCON.1）置位（由硬件 自动执行），请求中断。
中断标志
中断标志位 位名称 说 明 T1被启动计数后，从初值开始加1计数，计满溢出后由硬 件置位TF1，同时向CPU发出中断请求，此标志一直保持 到CPU响应中断后才由硬件自动清0。也可由软件查询该标 志，并由软件清0。前述的定时器编程都是采用查询方式实 现。 T0被启动计数后，从初值开始加1计数，计满溢出后由硬 件置位TF0，同时向CPU发出中断请求，此标志一直保持 到CPU响应中断后才由硬件自动清0。也可由软件查询该标 志，并由软件清0。 IE1 = 1，外部中断1向CPU申请中断。 TF1 T1溢出中断标志 TCON.7
中断特点
同步工作 异常处理 实时处理
单片机中断系统的结构
TCON ____ INT0 IT0=0 IT0=1 T0 TF0 ET0 ____ IT1=0 INT1 IT1=1 T1 TX RX IE1 EX1 PT1 TF1 ET1 TI + RI SCON 中断标志 ES 源允许 EA 总允许 PS IE IP PX0 1 EX0 0 PT0 1 0 PX1 1 0 1 0 1 0 优先级 自 然 优 先 级 矢量 地址 硬件查询 低 级 中 断 请 求 PC IE0 自 然 优 先 级 矢量 地址 高 级 中 断 请 求 PC
51中断系统内部结 构示意图
51系列单片机中断源
序号
1
中断源
外部中断0请求
说 明
由P3.2引脚输入，通过IT0位（TCON.0）来决定是低 电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效，即向 CPU申请中断，并建立IE0（TCON.1）中断标志。任 务9中采用下降沿有效，由按键产生下降沿。 由P3.3引脚输入，通过IT1位（TCON.2）来决定是低 电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效，即向 CPU申请中断，并建立IE1（TCON.3）中断标志。 当T0产生溢出时，T0溢出中断标志位TF0（TCON.5） 置位（由硬件自动执行），请求中断处理。 当T1产生溢出时，T1溢出中断标志位TF1（TCON.7） 置位（由硬件自动执行），请求中断处理。
RI
SCON.0
中断的开放和禁止
MCS-51系列单片机的5个中断源都是可屏蔽中断，中断系统内部设 有一个专用寄存器IE，用于控制CPU对各中断源的开放或屏蔽。IE寄 存器格式如下：
IE(A8H)
D7 EA
D6 ×
D5 ×
D4 ES
D3 ET1
D2 EX1
D1 ET0
D0 EX0
中断的开放和禁止
中断允许位 位名 称 说明 总中断允许控制 位 串行口中断允许 位 T1中断允许位 ）中断允许位 T0中断允许位 ）中断允许位
ES ET1 EX1 ET0 EX0
IE.4 IE.3 IE.2 IE.1 IE.0
ET0 = 1，允许T0中断；ET0 = 0，禁止T0 中断。
EX0 = 1，允许外部中断0中断；EX0 = 0， 禁止外部中断0中断。
中断优先级
MCS-51系列单片机有两个中断优先级：高优先级和低优 先级。 每个中断源都可以通过设置中断优先级寄存器IP确定为 高优先级中断或低优先级中断，实现二级嵌套。同一优先 级别的中断源可能不止一个，因此，也需要进行优先权排 队。同一优先级别的中断源采用自然优先级。 中断优先级寄存器IP，用于锁存各中断源优先级控制位。 IP中的每一位均可由软件来置1或清0，1表示高优先级，0 表示低优先级。
中断处理过程
中断响应过程就是自动调用并执行中断函数的过程。 C51编译器支持在C源程序中直接以函数形式编写中断服 务程序。常用的中断函数定义语法如下： void 函数名（） interrupt n 其中n为中断类型号，C51编译器允许0～31个中断， n取值范围0～31。下面给出了8051控制器所提供的5个中 断源所对应的中断类型号和中断服务程序入口地址： 中断源 n 入口地址 外部中断0 0 0003H 定时/计数器0 1 000BH 外部中断1 2 0013H 定时/计数器1 3 001BH 串行口 4 0023H
PT1
IP.3
PX1
IP.2
PT0
T0中断优先控制位
IP.1
PX0
外部中断0中断优先控 制位
IP.0
中断处理过程 中断响应
中断响应是指CPU对中断源中断请求的响应。CPU并非任 何时刻都能响应中断请求，而是在满足所有中断响应条件、 且不存在任何一种中断阻断情况时才会响应。 CPU响应中断的条件有：①有中断源发出中断请求；② 中断总允许位EA 置 1；③申请中断的中断源允许位置1。 CPU响应中断的阻断情况有：①CPU正在响应同级或更高 优先级的中断；②当前指令未执行完；③正在执行中断返 回或访问寄存器IE和IP。
中断优先级
中断优先级控制位 位名称 说明
PS
串行口中断优先控制 位 定时器T1中断优先控 制位 外部中断1中断优先控 制位
IP.4
PS = 1，设定串行口为高优先级中断；PS = 0，设 定串行口为低优先级中断。 PT1 = 1，设定定时器T1为高优先级中断；PT1 = 0， 设定定时器T1为低优先级中断。 PX1 = 1，设定外部中断1为高优先级中断；PX1 = 0， 设定外部中断1为低优先级中断。 PT0 = 1，设定定时器T0为高优先级中断；PT0 = 0， 设定定时器T0为低优先级中断。 PX0 = 1，设定外部中断0为高优先级中断；PX0 = 0， 设定外部中断0为低优先级中断。
本章小结
本章介绍了中断及相关概念、单片机内部中断系统 组成、中断处理过程等，并给出了外部中断、定时器/计 数器中断应用实例。本章主要内容如下。 • 中断、中断源、主程序、中断服务程序、中断请求、中 断响应等概念。 • 中断系统的组成。 • 单片机中断系统的中断源、中断请求标志、中断允许控 制、中断优先级别和中断嵌套等。 • 中断响应条件、中断响应过程、中断响应时间和中断请 求的撤除方法。 • 中断编程应用实例。