第5章第三讲中断系统
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单片机中断系统一、单片机中断系统的概念单片机中断系统是指在程序运行过程中,由于出现特殊情况(如外部设备的输入信号、定时器溢出等),使得单片机暂时停止当前任务的执行,转而执行相应的中断服务程序(ISR),以处理中断事件。
中断处理完毕后,再返回到中断点继续执行原来的任务。
这种特殊的中断机制,使得单片机能够同时处理多个任务,实现了实时性较高的应用程序设计。
二、单片机中断系统的结构单片机中断系统主要由以下几个部分组成:1、中断源:产生中断的外部设备或内部定时器。
2、中断请求寄存器:用于存储各个中断源的中断请求状态。
3、中断优先级寄存器:用于确定多个中断源的优先级。
4、中断服务程序(ISR):用于处理中断事件,执行相应的操作。
5、中断返回:中断处理完毕后,返回原程序继续执行。
三、单片机中断系统的处理过程当单片机检测到某个中断源发出中断请求时,会暂停当前任务的执行,按照优先级顺序执行相应的中断服务程序(ISR)。
在ISR中,程序会读取中断源的中断请求状态,并对相应的中断源进行处理。
处理完毕后,程序会返回原程序继续执行。
如果此时还有其他的中断源发出中断请求,则根据优先级顺序再次执行相应的ISR。
四、单片机中断系统的应用单片机中断系统在实时控制、数据采集、通信等领域有着广泛的应用。
例如,在工业控制中,当某个传感器发出中断请求时,单片机可以暂停当前任务的执行,转而执行相应的中断服务程序(ISR),对传感器数据进行采集和处理。
处理完毕后,再返回原程序继续执行。
这样,单片机可以在不丢失任何数据的情况下,实时地响应外部设备的请求。
五、总结单片机中断系统是实现实时控制和数据处理的重要手段之一。
通过合理的配置和使用中断系统,可以提高单片机的实时性能和数据处理能力。
在实际应用中,需要根据具体的需求和硬件条件选择合适的单片机型号和中断系统配置方案,以满足系统的实时性和稳定性要求。
单片机的中断系统在嵌入式系统设计中,单片机因其体积小、性价比高、可靠性强等特性被广泛应用。
第五章中断系统中断概念的出现,是计算机系统结构设计中的重大变革中断是操作系统的物质基础中断技术实质是一种资源共享技术5.1 中断系统概述5.1.1 中断系统需要解决的问题几个概念:中断CPU执行主程序的过程中,外部或内部事件通过硬件打断程序的执行,使其转向执行为处理该事件的中断服务程序,完成中断服务程序后,CPU继续原来被打断的程序,这样一个过程称为中断中断请求中断响应中断处理中断返回图5-1 中断响应过程中断源能产生中断的各种事件中断优先级中断被CPU优先响应的等级当有几个中断源同时..申请中断时;或者,当CPU正在执行某中断源的服务程序,又有另一中断源申请中断时,CPU根据优先级决定如何处理优先级规则:高级可打断低级中断嵌套优先级高的中断源打断CPU正在处理的优先级低的中断服务程序,待完成了高级中断服务程序之后,再继续被打断的低级中断服务程序中断系统需要解决的问题:断点保护获取中断向量允许控制优先级控制5.1.2 中断的主要功能实现快速CPU 与慢速外设的速度配合 实现实时控制实现故障的及时发现及处理实现人机联系5.2 89C51中断系统图5-480C51的中断系统结构示意图5.2.1 中断源5个中断源2个优先级外部中断2个INT0__________ INT1__________引脚电平变化定时/计数器 2个T0 T1计数到(溢出)串行口1个TXD 发送完RXD 接收到5.2.2 中断矢量中断入口地址表5-1 中断矢量地址中断源 中断入口地址INT0_________ 0003HT0 000BHINT1_________ 0013HT1 001BH串行口 0023H T2* 002BH通常在中断入口地址处写一条跳转指令,跳转至中断服务程序5.3 中断的控制5.3.1 中断标志TCON (88H) 定时/计数器控制寄存器TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 IT0 外部中断0触发方式控制位0:低电平1:下降沿IT1 外部中断1触发方式控制位0:低电平1:下降沿IE0 外部中断0中断标志位1:申请中断IE1 外部中断1中断标志位1:申请中断TF0 定时/计数器0中断标志位1:申请中断TF1 定时/计数器1中断标志位1:申请中断SCON (98H) 串行口控制寄存器TI RI TI 串行口发送中断标志位1:申请中断RI 串行口接收中断标志位1:申请中断5.3.2 中断允许控制IE (0A8H) 中断允许控制寄存器EA - - ES ET1 EX1 ET0 EX0 EX0 外部中断0中断允许位1:中断允许ET0 定时/计数器0中断允许位1:中断允许EX1 外部中断1中断允许位1:中断允许ET0 定时/计数器0中断允许位1:中断允许ES 串行口中断允许位1:中断允许EA 中断总允许位1:中断允许[例]允许T0、T1中断,禁止其他中断MOV IE, #10001010BSETB ET0SETB ET1 SETB EA5.3.3 中断优先级IP (0B8H) 中断优先级控制寄存器- - - PS PT1 PX1 PT0 PX0PX0 外部中断0优先级控制位1:高优先级 PT0 定时/计数器0优先级控制位1:高优先级 PX1 外部中断1优先级控制位1:高优先级 PT0 定时/计数器0优先级控制位1:高优先级 PS 串行口中断优先级控制位 1:高优先级中断嵌套 2级中断源 同级内的查询顺序........INT0_________ 高T0 ↓INT1_________T1 串行口 低[例]设置串行口优先级最高SETB PS5.3.4 外部中断触发方式ITx 外部中断触发方式控制位0 低电平 1 下降沿低电平持续性有时需硬件撤除中断请求下降沿瞬间性5.3.5 中断请求的撤除自动撤除TF0TF1IE0(下降沿触发方式)IE1(下降沿触发方式)软件撤除TIRI硬件撤除IE0(低电平触发方式)IE1(低电平触发方式)5.4 中断的响应过程和响应时间5.4.1 中断的响应过程采样查询响应中断不响应的条件:1) 同级或高级中断正在被服务2) 指令未执行完3) 若当前指令为RETI 或者是访问IE 、IP 的指令,则该指令以及紧接着的 另一条指令未执行完中断vs 子程序中断 子程序发生 随机 必然转移 硬件 软件 返回 RETI RET5.4.2 中断的响应时间3~8个机器周期或更长5.5 外部中断的扩展INT0__________ INT1__________采用“OC 门”经“线或”后实现图5-5外部中断源的扩展电路 图5-6 外部中断源查询流程图通过片内定时器/计数器来实现(略)5.6 80C51的单步操作5.7 中断服务程序的设计。