MCS-51单片机的中断系统介绍

MCS-51单⽚机的中断系统单⽚机中断技术概述在任何⼀款事件驱动型的CPU⾥⾯都应该会有中断系统，因为中断就是为响应某种事件⽽存在的。

中断的灵活应⽤不仅能够实现想要的功能，⽽且合理的中断安排可以提⾼事件执⾏的效率，因此中断在单⽚机应⽤中的地位是⾮常重要的。

单⽚机中断（Interrupt）是硬件驱动事件，它使得CPU暂停当前的主程序，转⽽去执⾏⼀个中断服务⼦程序。

为了更形象地理解中断，下⾯以学⽣上⾃习时接电话为例阐述⼀下中断的概念。

单⽚机的中断系统有5个中断源、2个中断优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。

如果单⽚机没有中断系统，单⽚机的⼤量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发⽣的定时査询操作上。

采⽤中断技术完全消除了单⽚机在査询⽅式中的等待现象，⼤⼤地提⾼了单⽚机的⼯作效率和实时性。

单⽚机中断系统结构及中断控制中断系统结构图如图5-2所⽰。

由图5-2可见，MCS-51中断系统共有5个中断请求源：INT0——外部中断请求0，中断请求信号由INT0引脚输⼊。

定时/计数器T0计数溢出发出的中断请求。

INT1——外部中断请求1，中断请求信号由INT1引脚输⼊。

定时/计数器T1计数溢出发出的中断请求。

串⾏⼝中断请求。

中断优先级从⾼到底排列。

单⽚机如何知道有中断请求信号？是否能够响应该中断？若5个中断源请求信号同时到来，单⽚机如何响应？这些问题都可以由中断寄存器来解决。

单⽚机中断寄存器有中断标志寄存器TCON和SCON、中断使能寄存器IE和中断优先级寄存器IP，这些寄存器均为8位。

中断标志寄存器5个中断请求源的中断请求标志分别由TCON和SCON的相应位锁存，单⽚机通过这些中断标志位的状态便能知道具体是哪个中断源正在申请中断。

TCON寄存器TCON寄存器为定时/计数器的控制寄存器，字节地址为88H，可位寻址。

特殊功能寄存器TCON的格式如图5-3所⽰。

TCON各标志位功能如下。

TF1——定时/计数器T1的溢出中断请求标志位。

第5章MCS-51单片机的中断系统【例5-1】设允许外部中断0和串行口中断，禁止其它中断源的中断申请。

试根据假设条件设置IE的相应值。

解：⑴用位操作指令来编写如下程序段：SETB EX0 ；允许外部中断0中断SETB ES ；允许串行口中断CLR EX1 ；禁止外部中断1中断CLR ET0 ；禁止定时器/计数器T0中断CLR ET1 ；禁止定时器/计数器T1中断SETB EA ；CPU开中断⑵用字节操作指令来编写：MOV IE, #91H【例5-2】设置中断优先级控制寄存器IP的初始值，使得8031的2个外中断请求为高优先级，其它中断请求为低优先级。

解：⑴用位操作指令SETB PX0；2个外中断为高优先级SETB PX1CLR PS ；串行口、2个定时器为低优先级中断CLR PT0CLR PT1⑵用字节操作指令MOV IP，#05H【例5-3】假设允许外部中断0中断，并设定它为高级中断，其它中断源为低级中断，采用跳沿触发方式。

在主程序中可编写如下程序段:SETB E A ;EA位置“1”，CPU开中断SETB E X0 ;EX0位置“1”，允许外部中断0产生中断SETB P X0 ;PX0位置“1”，外部中断0为高级中断SETB I T0 ;IT0位置“1”，外部中断0为跳沿触发方式【例5-4】根据图5-9的中断服务程序流程，编写出中断服务程序。

假设现场保护只需要将PSW寄存器和累加器A的内容压人堆栈中保护起来。

解一个典型的中断服务程序如下:INT: CLR E A ;CPU关中断PUSH PSW ;现场保护PUSH ASETB E A ;CPU开中断中断处理程序段CLR E A ;CPU关中断POP A ;现场恢复POP PSWSETB E A ; CPU开中断RETI ;中断返回，恢复断点上述程序有几点需要说明的是：⑴本例的现场保护假设仅仅涉及到PSW和A的内容，如果还有其它的需要保护的内容，只需要在相应的位置再加几条PUSH和POP指令即可。

1．简述中断、中断源、中断源的优先级及中断嵌套的含义。

答: 当CPU 正在处理某项事件的时，如果外界或内部发生了紧急情况，要求CPU 暂停正在处理的工作转而去处理这个紧急情况，待处理完以后再回到原来被中断的地方，继续执行原来被中断了的程序，这样的过程称为中断。

单片机采用中断主要有如下几个优点：①可以提高CPU 工作效率；②具有实时处理能力；③具有故障处理能力；④实现分时操作，可控制多个外设同时工作。

向CPU 提出中断请求的源称为中断源；当系统有多个中断源时，就可能出现同时有几个中断源申请中断，而CPU 在一个时刻只能响应并处理中断优先高的请求；在实际应用系统中，当CPU 正在处理某个中断源，即正在执行中断服务程序时，会出现优先级更高的中断源申请中断。

为了使更紧急的级别高的中断源及时得到服务，需要暂时中断（挂起）当前正在执行的级别较低的中断服务程序，去处理级别更高的中断源，待处理完以后，再返回到被中断了的中断服务程序继续执行，但级别相同或级别低的中断源不能中断级别高的中断服务，这就是所谓的中断嵌套。

3．MCS-51 单片机能提供几个中断源？几个中断优先级？各个中断的源的优先级怎样确定？在同一优先级中各个中断源的优先级怎样确定？答: 51 单片机有5 个中断源，两个中断优先级：INT0 、T0、INT1 、T1、串行口中断（包括串行接收中断RI 和串行发送中断TI）。

这 5 个中断源的中断入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。

中断优先级是由片内的中断优先级寄存器IP（特殊功能寄存器）控制的。

PS：串行口中断优先级控制位。

PS=1，串行口定义为高优先级中断源；PS=0，串行口定义为低优先级中断源；PT1：T1 中断优先级控制位。

PT1=1，定时器/计数器 1 定义为高优先级中断源；PT1=0，定时器/计数器 1 定义为低优先级中断源；PX1：外部中断 1 中断优先级控制位。

51单片机中断详解1、中断发生CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理2、中断响应和中断服务CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B3、中断返回待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A 被中断的地方继续处理事件A这一过程称为中断二、中断过程示意图3、 MCS51中断系统的结构MCS51的中断系统有5个中断源（8052有6个），2个优先级，可实现二级中断嵌套四、中断寄存器单片机有10个寄存器主要与中断程序的书写控制有关1、中断允许控制寄存器IE2、定时器控制寄存器TCON3、串口控制寄存器SCON4、中断优先控制寄存器IP5、定时器工作方式控制寄存器TMOD6、定时器初值赋予寄存器（TH0/TH1,TL0/TL1）五、部分寄存器详解1、中断允许控制寄存器（IE）EX0：外部中断0允许位；ET0：定时/计数器T0中断允许位；EX1：外部中断1允许位；ET1：定时/计数器T1中断允许位；ES ：串行口中断允许位；EA ：CPU中断允许（总允许）位。

2、定时器/计数器控制寄存器控制寄存器（TCON）IT0：外部中断0触发方式控制位当IT0=0时，为电平触发方式（低电平有效）当IT0=1时，为边沿触发方式（下降沿有效）IE0：外部中断0中断请求标志位IT1：外部中断1触发方式控制位IE1：外部中断1中断请求标志位TF0：定时/计数器T0溢出中断请求标志位TF1：定时/计数器T1溢出中断请求标志位3、串行口控制寄存器（SCON）RI：串行口接收中断标志位。

当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位RI。

注意，RI必须由软件清除。

TI：串行口发送中断标志位。

当CPU将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。

每发送完一个串行帧，由硬件置位TI。

CPU响应中断时，不能自动清除TI，TI必须由软件清除。

4、中断优先级控制寄存器（IP）PX0：外部中断0优先级设定位PT0：定时/计数器T0优先级设定位PX1：外部中断0优先级设定位PT1：定时/计数器T1优先级设定位PS ：串行口优先级设定位PT2：定时/计数器T2优先级设定位六、中断响应条件1、中断源有中断请求2、此中断源的中断允许位为13、开中断（即EA=1）。

51单片机中断系统关单片机中断系统的概念:什么是中断，我们从一个生活中的例程引入。

你正在家中看书，突然电话铃响了，你放下书本，去接电话，和来电话的人交谈，然后放下电话，回来继续看你的书。

这就是生活中的“中断”的现象，就是正常的工作过程被外部的事件打断了。

仔细研究一下生活中的中断，对于我们学习单片机的中断也很有好处。

第一、什么可经引起中断，生活中很多事件能引起中断:有人按了门铃了，电话铃响了，你的闹钟闹响了，你烧的水开了….等等诸如此类的事件，我们把能引起中断的称之为中断源，单片机中也有一些能引起中断的事件，8031中一共有5个:两个外部中断，两个计数/定时器中断，一个串行口中断。

第二、中断的嵌套与优先级处理:设想一下，我们正在看书，电话铃响了，同时又有人按了门铃，你该先做那样呢,如果你正是在等一个很重要的电话，你一般不会去理会门铃的，而反之，你正在等一个重要的客人，则可能就不会去理会电话了。

如果不是这两者(即不等电话，也不是等人上门)，你可能会按你常常的习惯去处理。

总之这里存在一个优先级的问题，单片机中也是如此，也有优先级的问题。

优先级的问题不仅仅发生在两个中断同时产生的情况，也发生在一个中断已产生，又有一个中断产生的情况，比如你正接电话，有人按门铃的情况，或你正开门与人交谈，又有电话响了情况。

考虑一下我们会怎么办吧。

第三、中断的响应过程:当有事件产生，进入中断之前我们必须先记住现在看书的第几页了，或拿一个书签放在当前页的位置，然后去处理不一样的事情(因为处理完了，我们还要回来继续看书):电话铃响我们要到放电话的地方去，门铃响我们要到门那边去，也说是不一样的中断，我们要在不一样的地点处理，而这个地点常常还是固定的。

计算机中也是采用的这种办法，五个中断源，每个中断产生后都到一个固定的地方去找处理这个中断的程序，当然在去之前首先要保存下面将执行的指令的地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。