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单片机原理及应用 蔡启仲 第6章 中断系统

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微机原理与应用自学课件 第六章

微机原理与应用自学课件 第六章

6 中断系统
6.3 中断编程与应用
中断编程
中断服务程序 清除中断请求：一旦响应中断请求，必须立即清除中断源。否则，中断服 务程序执行结束后，该中断请求信号会再次得到CPU的响应。 TF0和TF1：响应中断请求后，自动复位； TI和RI：在中断服务程序中使用指令(CLR TI、CLR RI)进行复位； /INT0、/INT1：下降沿触发时，自动复位； 电平触发时，先使中断请求信号无效，再手动复位。 保护与恢复断点现场 参数传递：入口参数、出口参数。 中断功能程序 中断嵌套：中断响应后，将自动关闭中断。如果希望在中断服务程序能响 应更高级的中断，必须打开中断。 中断返回： RETI
6 中断系统
6.2 MCS-51单片机中断系统
中断响应时间
遇到特殊情况时，会延长这个最快的响应时间。 当检测到中断请求且允许响应时： 如果正在执行RETI，或 正在执行访问IE/IP的指令，则再执行一条指令后才能响应中断请求。 执行RETI或访问IE/IP的指令耗时1个MC， 再执行的一条指令最大可能耗时4个MC：共耗时5个MC。 中断响应时间：3~8个机器周期。 若CPU正在服务更高级的中断，则响应时间会更长，且无法确定。
∙
6 中断系统
6.3 中断编程与应用
扩展MCS-51单片机外部中断源
采用专用中断控制器，如Intel8259 借用计数/定时器溢出中断扩展 计数/定时器有外部计数脉冲输入引脚，当被设置在工作方式2、且初值为 FFH时，只要输入引脚出现 1个计数脉冲就会产生溢出中断。从而计数脉 冲输入引脚可以被当作外部中断源输入，且触发方式为负脉冲。 采用查询法扩展：借用外部中断源
中断分类
根据中断源类型：硬件中断、软件中断(中断指令) 根据计算机对中断响应的控制能力：可屏蔽中断、不可屏蔽中断

新编单片机原理与应用第六章课件资料

新编单片机原理与应用第六章课件资料

6.1 串行通信基础
控制器与外部设备或控制器与控制器之间的数据 传送称为通信。
通信方式: 并行通信 和 串行通信。 串行通信就是数据按位顺序串行传送，最少只需 一根传输线即可完成，成本低, 但速度慢。 串行通信分又可分为同步和异步两种方式。 同步通信是通过发送同步字符协调发送方和接收 方的串行通信方式，要求双方的时钟严格同步。 异步通信是通信发送方与接收方使用各自的时钟 分别控制数据的发送和接收的串行通信方式。
串行通信有以下三种连接形式：
单工(Simplex)形式：数据传送是单向的，通信双方 中一方固定为接收端，另一方固定为发送端。
半双工(Half-duplex)形式：数据传送是双向的，但 任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收 数据，发送和接收不能同时进行。
全双工(Full-duplex)形式：数据传送是双向的，且 可以同时发送和接收数据。
SMOD: 波特率倍增位。 在串行口方式1、方式2、方式3时，波特率与
SMOD有关，当SMOD=1时，波特率提高一倍。 复位时，SMOD=0。
6.3.3 中断允许寄存器IE
7
654 3
2
10
EA － － ES ET1 EX1 ET0 EX0
开放串行口中断: EA=1 ES=1
主要内容
6.1 串行通信基础 6.2 串行口的结构与工作原理 6.3 串行口的控制寄存器 6.4 单片机串行通信工作方式 6.5 单片机串行通信接口技术
在方式0和方式1中，该位未用。
RB8: 接收到数据的第九位。 在方式2或方式3中，作为奇偶校验位或地址帧
(1)/数据帧(0)的标志位。 在方式1时，若SM2=0，则RB8是接收到的停止位。
TI: 发送中断标志位。 在方式0时，当串行发送第8位数据结束时，或在

单片机原理及应用 蔡启仲 第6章 中断系统

单片机原理及应用 蔡启仲 第6章 中断系统

优先级设定
PS PT1 PX1
串行口中断优先级控制位 定时器/计数器1中断优先级控制位 外部中断1中断优先级控制位
“1”：高优先级 “0”：低优先级
PT0
PX0
定时器/计数器0中断优先级控制位
外部中断0中断优先级控制位
(1) 每个中断源只能被配置为高优先级或低优先级 (2) 低优先级事件能够被高优先级事件中断，高优先级事件不能被低优先级 事件中断。 (3) 同级优先级事件间不能互相中断。 (4) 高、低优先级区别于自然优先级，抢占优先级区别于响应优先级。
无定义
5个中断源中断允许位分控制
EA EX1/EX0 ET1/ET0
总中断允许控制位 外部中断1(0)中断允许控制位 定时器/计数器1(0)中断允许控制
ES
14
串行口中断允许控制位
“1”：中断开放（中断使能、 中断允许） “0”：中断屏蔽（中断失能、 中断禁止）
2. IP中断优先级寄存器
D7 IP — D6 — 无定义 D5 — D4 PS D3 PT1 D2 PX1 D1 PT0 D0 PX0
15
6.3 51单片机的中断响应
中断事件发生置位标志位后，单片机根据中断响 应条件进行判断，满足条件后完成对中断源中断请求
的应答、中止现程序的执行、保存断点、进入中断服
务程序的整个过程。 中断响应解决中断源的识别和中断处理前的准备 工作，是由单片机中断系统的硬件装置自动完成的。
16
6.3.1
中断响应的条件
IT1 = 1 TF1
EX1
PX1=0 PT1=1 低优 先级 中断 请求 矢量 地址 装载PC
T1
ET1 TI
PT1=0
TXD

单片机原理及应用 教学课件 ppt 第6章 MCS-51单片机中断系统

单片机原理及应用 教学课件 ppt 第6章 MCS-51单片机中断系统

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
EA
ES ET1 EX1 ET0 EX0
7
6.2 MCS-51中断源
MCS-51单片机中断系统结构 8
6.2 MCS-51中断源
MCS-51单片机中断标志位分别由2个特殊功能 寄存器存储：
（1）定时/计数器控制寄存器； （2）串行口控制寄存器。
9
6.2 MCS-51中断源
（一 ） 定时器控制寄存器（TCON） 定时/计数器控制寄存器TCON锁存外部中断请
外部时钟电路（可编程）控制其时间间隔。需要定时时， CPU发出命令使时钟电路开始工作，一旦到达规定时间， 时钟电路发出中断请求，由CPU转去完成检测和控制工作。 故障源中断：计算机在一些关键部位都设有故障自动检测装 置。如运算溢出、存储器读出出错、外部设备故障、电源 掉电以及其他报警信号等，这些装置的报警信号都能使 CPU中断，进行相应的中断处理。 程序性中断源：为调试程序而设置断点、单步工作等。
14
6.3 MCS-51中断控制及响应
MCS-51单片机的中断控制分为2级，第一级通 过5个中断允许控制位来确定屏蔽或者允许某个中断 源的中断请求，第二级通过1个控制位来确定CPU开 放或禁止中断。中断允许寄存器IE（Interrupt Enable Register）用来保存这些中断允许控制位。IE寄存器 的地址为0A8H，寄存器中各位的位地址为0A8H ~0AFH。
中断触发的方式取决于TCON寄存器中IT0和IT1的 设定。 （2）定时/计数器溢出标志位
TF0为定时/计数器T0的计数溢出标志位，TF1 定时/计数器T1的计数溢出标志位。
11
6.2 MCS-51中断源
（二）串行口控制寄存器（SCON） 串行口控制寄存器SCON锁存串行口发送缓冲

基于CDIO工程教育理念的单片机原理及应用 第6章 单片机的中断系统

基于CDIO工程教育理念的单片机原理及应用 第6章 单片机的中断系统
IT0=0时，为电平触发，IT0=1时为跳变触发
1. 触发方式
电平触发时，IE0的状态随CPU在每个机器周期采样的INT0电平变化 而变化。跳变触发时，IE0能锁存INT0的负跳变，直到CPU响应此中断才 清0；
6.3 中断处理过程
2. 适用情况
电平触发适用于外部中断以低电平输入而且中断服务程序 能清除外部中断请求源（又变为高电平）的情况。跳变触发适 用于以负脉冲形式输入的外部中断请求。
中断源
外部中断0(INT0) 定时/计数器0 外部中断1(INT1) 定时/计数器1 串行口
入口地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
6.3 中断处理过程
3．中断返回
中断返回指令RETI的执行过程：
① 如果有保护现场（PUSH指令），则须先行恢复 现场（POP指令）；
② 优先级状态触发器清零； ③ 恢复断点 CPU从断点处重新执行被中断的程序。
基于CDIO工程教育理 念的单片机原理及应用
第6章 MCS-51单片机的中断系统
【本章要点】
中断系统基本概念、结构及工作原理 有关的特殊功能寄存器 中断响应过程、外部中断源的扩展方法
6.1中断技术概述
6.1.1 中断的概念
中断源 中断请求 中断响应 中断服务程序 断点地址 中断返回
6.1中断技术概述
4. 中断优先级控制寄存器IP
PS PT1 PX1 PT0 PX0
PX0：外部中断0优先级控制位 PT0：T0溢出中断优先级控制位 PX1：外部中断1优先级控制位 PT1：T1溢出中断优先级控制位 PS： 串行口中断优先级控制位
置0为低优先级，置1为高优先级
6.1中断技术概述
自然优先权

单片机原理及应用第6章中断及其应用

单片机原理及应用第6章中断及其应用

中断向量表
概念
中断向量表是储存中断服务程序入口地址的表格。
作用
当CPU接收到一个中断请求时，会取得中断类型号并在中断向量表中查找对应的中断服务程 序。
修改
中断向量表可以在启动时初始化，或在程序运行时动态修改。
中断嵌套与优先级
中断嵌套：
当一个中断服务程序正在执行时，另一个中断请求到达，CPU会先保存当前中断程序现场，然后执行新的中断 服务程序。在新的中断服务程序处理结束后，CPU会回到原先的中断程序执行。
软件中断
由程序内部的语句产生，例如循环中的延时。
中断的原理
中断的触发过程分为3个阶段：
1
中断请求
外设产生中断请求，将中断请求信号发送至CPU。
2
中断响应
CPU响应中断请求，自动保存当前执行的指令以便中断结束后恢复执行位置。CPU根据 中断向量表找到对应的中断服务程序。
3
中断处理
执行中断服务程序，完成对中断事件的处理。处理完成后，CPU恢复之前的执行状态继 续运行。
提升中断性能的方法：
优化中断服务程序、提高中断优先级、减少中断信号等。
硬件优化
优化硬件设计可以提高中断性能，例如修改中断控制 器的时钟频率。
软件优化
优化程序设计可以提高中断的响应速度，例如选择更 高效的算法或数据结构。
中断优先级：
中断优先级越高，中断服务程序的响应时间越短。CPU可以通过中断优先级寄存器确定中断的优先级。
中断应用
定时器中断：
应用于定时器、计数器等模块，在一定时间间隔触发中断，并进行相应的操作。
外部中断：ຫໍສະໝຸດ 应用于按键、传感器等外部设备，引发中断事件进行响应。
串口中断：

单片机教程 第6章

单片机教程 第6章

第6章
中断系统与 定时/计数器
6.1中断系统
6.2 定时/计数器
第6章
中断系统与定时/计数器
6.1 MCS-51单片机的中断系统
6.1.1 中断的概念 计算机暂时中止正在执行的主程序,转去执行中断 服务程序,并在中断服务程序执行完了之后能自动回到 原主程序处继续执行，这个过程叫做“中断”。 中断需要解决两个主要问题：一是如何从主程序转
第6章
中断系统与定时/计数器
(1)无同级或高级中断正在服务;
(2)当前指令执行到最后1个机器周期; (3)若现行指令为RETI或需访问特殊功能寄存器IE或 IP的指令时,执行完该指令且紧随其后的另1条指令也已 执行完。 单片机便在紧接着的下1个机器周期的S1期间响应 中断。否则,将丢弃中断查询的结果。第6章中断系统与定 Nhomakorabea/计数器
例1：若规定外部中断0为电平触发方式,高优先级,
试写出有关的初始化程序。 解：一般可采用位操作指令来实现： SETB SETB EA EX0 ;开中断 ;允许外中断0中断
SETB
CLR
PX0
IT0
;外中断0定为高优先级
;电平触发
第6章
中断系统与定时/计数器
例2：若规定外部中断1为边沿触发方式,低优先级,
第6章
中断系统与定时/计数器
外部中断请求(电平方式)的撤除
第6章
中断系统与定时/计数器
6.1.7中断程序举例
在中断服务程序编程时,首先要对中断系统进行初 始化,也就是对几个特殊功能寄存器的有关控制位进 行赋值。具体来说,就是要完成下列工作： (1)开中断和允许中断源中断; (2)确定各中断源的优先级; (3)若是外部中断,则应规定是电平触发还是边沿 触发。

《单片机原理与实用技术》第6章

《单片机原理与实用技术》第6章

PX :Priority of eXternial interrupting port
I T 0= 0 I N T0 =1 T0 I N T1 IT 1 =0
T C ON
IE
IP 1 自 然 优 先 级 中断 向量
高级 中断 请求 CPU
E X0 TE0
EA
PX0
0 1 0 1
ET0
P T0
I E1 =1 T1 T E0 ET1 TXD ≥1 RXD ES PS P T1 EX1 P X1
位地址 位名称 8FH TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
TF : Timer interrupting Flag TR: Timer Run IE: Interrupting Empower IT :Interrupting mode of Timer
VCC
P 1 .6 致冷机
I N T1 I N T0
冷信号 热信号
图 6-5
温度自动调节控制系统
〔解〕参照图6-5，程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ；转主程序 ORG 0003H ；过热中断处理程序（中断0） HOT：SETB P1.6 RETI ORG 0013H ；过冷中断处理程序（中断1） COOL：CLR P1.6 RETI ORG 0100H ；主程序 MAIN：SETB IT0 ；设置中断为脉冲触发方式 SETB IT1 SETB EX0 ；开外中断 SETB EX1 SETB EA ；开总中断允许 SJMP $ END
6.2 中断控制
向控制寄存器写入的内容称控制字，写入控制字的过 程称初始化，而这些可以通过初始化写入控制字的端 口、接口称可编程端口、接口。 定时控制寄存器、中断允许控制寄存器、中断优先控 制寄存器以及串行口控制寄存器。

单片机原理与应用技术(第二版) 第6章

单片机原理与应用技术(第二版) 第6章

中断与子程序有着本质的区别，虽然它们都是停止当前 程序去执行另一程序，然后返回继续执行原程序。但是，中 断是随机发生的，而子程序是预先安排好的。用前面所举的 “看书接电话”的例子：“中断”方式接电话时，看书人预 先并不知道看到哪一页电话铃会响；“子程序”方式接电话， 则意味看书人看到某一页(如p32)时，电话铃一定响。显然， 中断方式比子程序更容易处理这类突发事件。
中断技术是计算机技术的一次飞跃。处理中断的能力也 在一定程度上反映了计算机能力的强弱。中断技术具有以下 主要优点：
(1) 提高了CPU的工作效率。中断可以解决快速的CPU与 慢速的外设之间的矛盾。CPU在启动外设工作后继续执行主 程序，同时外设也在工作。每当外设做完一件事就向CPU发 出中断申请，CPU停止它正在执行的程序，转去执行给外设 布置任务的程序(一般情况是处理输入/输出数据)，布置完之 后CPU恢复主程序的执行，外设也继续工作。用这样的方式， CPU还可启动多个外设同时工作，大大地提高了CPU的效率。
(4) 故障处理。针对难以预料的情况或故障，如掉电、 存储出错、运算溢出等，可通过中断系统由故障源向CPU发 出中断请求，再由CPU转到相应的故障处理程序进行处理。
6.2 中断系统的结构
基本型MCS-51系列单片机中的中断系统属于8位单片机 中功能较强的一种中断系统，它可以提供5个中断源，每个 中断源有两个中断优先级别可供选择，可实现两级中断服务 程序嵌套。此外，所有中断均可由软件设定为允许中断或禁 止中断，也就是说，用户可以用关中断指令(或复位)来屏蔽 所有的中断请求，也可以用开中断指令使CPU接受中断请求。 MCS-51单片机的中断系统结构示意图如图6.2所示。
键盘、打印机、AD转换器等处理速率较慢的外部设备 一般都是采用中断方式工作的。

单片机应用技术( C语言版)第6章中断系统PPT课件

单片机应用技术( C语言版)第6章中断系统PPT课件
单片机应用技术 （C语言版）
第6章 中断系统
第6章 MCS-51单片机中断系统
目录
6.1 中断的概述 6.2 中断系统结构 6.3 中断控制系统 6.4 中断处理过程 6.5 C51中断程序设计
6.1 中断的相关概念
1、中断的概念
CPU正常运行，发生异 常情况或特殊请求，暂时中 断当前程序，处理发生的事 件，处理完后，再返回继续 运行。此过程称为中断。
TI（SCON．1）：串行口发送中断标志。 串行口发送完一帧，由硬件置位。响应中 断后，必须用软件清0。例如： TI=0; RI（SCON．0）：串行口接收中断标志。
串行口接收完一帧，由硬件置位。响应中 断后，必须用软件清0。
例如： RI=0；
复位后，SCON=00H
3、中断允许寄存器IE
可以位寻址，其格式如图所示：
MCS-51增强型单片机的中断结构如图5-2 所示。
1、增强型单片机的中断系统结构
INT0 IT0=0
1
IT0=1
T0
IT1=0
1
INT1 IT1=1 T1
TX RX T2
T2EX
TCON IE0 TF0 IE1
IE EX0 ET0 EX1
TF1 ET1
TI
+
RI
ES
TF2 EXF2 +
ET2 EA
CPU主要是通过请求标志寄存器 (TCON、SCON)、中断允许寄存器 （IE）、优先级寄存器(IP)对中断源进行 管理。
6.3 中断控制系统
1、 T0、T1及外中断的控制寄存器TCON
TCON格式如下：
TCON可位寻址。复位后TCON=00H。
IT0：外中断0触发方式设置位

单片机原理及应用中断系统ppt课件

单片机原理及应用中断系统ppt课件
5.1
中断控制方式
■ 中断系统需解决的基本问题
◆ 中断源：
中断请求信号的来源。包括中断请求信号的产生及该信号 怎样被CPU有效地识别。而且要求中断请求信号产生一次，只 能被CPU接收和处理一次，即不能一次中断申请被CPU多次响 应。这就涉及到中断请求信号的及时撤除问题。
◆ 中断响应与返回：
CPU采集到中断请求信号后，怎样转向特定的中断服务子 程序及执行完中断服务子程序怎样返回被中断的程序继续正确 地执行。中断响应与返回的过程中涉及到CPU响应中断的条件、 现场保护等问题。
5.2
MCS-51单片机的中断系统
■ 51单片机中断源 ◆ 外部中断
特殊功能寄存器TCON的格式定义如下：
Байду номын сангаас
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
TCON
字节地址
IE1 IT1 IE0 IT0
88H
IT0（IT1）：外部中断0（或1）触发方式控制位。 IT0（或IT1）被设置为“0”，则选择外部中断为电 平触发方式；IT0（或IT1）被设置为“1”，则选择 外部中断为跳变触发方式。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
5.1
中断控制方式
■ 中断系统需解决的基本问题
◆ 中断嵌套：
当CPU响应某个中断请求而正在进行中断处理时，若有更 高优先级别的中断源发出中断申请，则CPU将自动中断正在执 行的中断服务程序，并保存该中断程序断点（类似于子程序嵌 套），转而去执行高级别中断的中断服务程序；当高级别中断 处理完毕后，再继续执行被中断的中断处理程序。这个过程被 称为中断嵌套。

单片机原理及应用 第3版 第6章 中断系统及应用

单片机原理及应用 第3版 第6章 中断系统及应用

主程序
请求
引起CPU暂时停止正在执行的程序，
中断响应
中断
而转去执行一个用于处理该事件的 程序（中断服务程序），中断服务
断点
继续 执行
中断返回
服务 程序
程序处理完该事件后又返回到原来 主程序
被中止的程序断点处继续执行（中
断返回），这一过程称为中断。
中断流程图
19:34
3
2. 中断服务程序
中断之后所执行的相应的处理程序通常称之为中断服务子 程序，原来正常运行的程序称为主程序。主程序被断开的 位置(或地址)称为“断点”。
T0 1
IT1=0 INT1 IT1=1
T1
TX RX
TCON IE0
TF0
IE1
TF1
TI >1 RI SCON 中断标志
IE EX0 ET0 EX1 ET1
ES EA 源允许 总允许
IP PX0 1
0
PT0 1
0
PX1 1
0
PT1
1 0
PS 1
0
优先级
中断系统结构示意图
19:34
高
自
级
然 优 先 级
中断，在高级中断处理完后，再继续执行被中断的中断服务程序。这一过程称
19为:34中断嵌套，
7
主程序
低级中断 请求
低级中断低响级应中断 服务程序
返回主程序
高级中断响应 高级中断 服务程序
返回低级中断
中断嵌套
19:34
8
6.2 80C51单片机中断系统
6.2.1 中断系统的结构
1 IT0=0 INT0 IT0=1
中 断 请 求
矢量 地址

单片机华中科大课件06第六章中断系统

单片机华中科大课件06第六章中断系统

;初始化程序首地址 ;置堆栈指针 ;置边沿触发方式 ;置高优先级 ;开中断 ;里程计数器清0 ; ; ;转主程序,并等待中断
主程序处理其他任务
ORG 0200H INT: CLR EA
PUSH Acc PUSH PSW SETB EA MOV A,30H ADD A,#2 MOV 30H,A CLR A ADDC A,31H MOV 31H,A CLR A ADDC A,32H MOV 32H,A CLR EA PUSH PSW PUSH Acc SETB EA RETI
6.1 概述
中断源：向CPU发出中断申请的来源； 中断请求：中断源向CPU发出要求服务的请求； 主程序：被打断的程序； 中断服务程序：中断后转去执行的程序； 断点：主程序被中断的位置；
6.1 概述
根据优先处理最紧急事件的原则，对中断源进 行了优先级划分： ✓ 二个中断优先级， ✓ 每个中断源可以设为高优先级或低优先级， ✓ 可以实现二级中断服务程序嵌套。
每个中断源有一个分控制位
6.2.2 特殊功能寄存器IE
IE
EA
位地址 AF
ES ET1 EX1 ET0 EX0 AC AB AA A9 A8
中断总允许位
0:关INT0中断 1:开INT0中断 0:关T0中断 1:开T0中断 0:关INT1中断 1:开INT1中断 0:关T1中断 1:开T1中断 0:关串行口中断 1:开串行口中断
在响应中断的过程中，单片机必须做以下三件事： （1）将相应的优先级状态触发器*置位，指明CPU开 始处理的中断优先级别 （2）清中断标志 （3）把中断的断点地址，也就是当前程序计数器PC 中的内容压入堆栈，将相应的中断服务程序的入口送 给PC。
*优先级状态触发器：MCS-51中断系统内部设置两个优先级 状态触发器，用户不能访问，用以指明CPU开始处理的中断 的优先级别。

精品课件-单片机原理及应用-第6章

精品课件-单片机原理及应用-第6章

第6章 中断及其应用
图6-1 中断的过程及基本概念描述
第6章 中断及其应用
单片机的中断系统一般允许多个中断源。当几个中断源同时 向MCU发出中断请求时，要求单片机既可以区分各个中断源的请 求，又要决策首先为哪一个中断源服务，这就要求进行中断优先 级的设定。单片机响应中断请求的顺序称为中断的优先级。
第6章 中断及其应用
图6-3 中断控制寄存器TCON
第6章 中断及其应用
IE1、IE0：对应 INT1 、 INT0 的外部中断标志位。当 外部触发中断后，置位相应的标志位，并且向CPU请求中断。响
应后，由硬件自动清零(边沿触发方式)。
IT1、IT0：外部中断源触发方式控制位。以IT1为例，
其控制方式为：
2. 自然优先级 多个中断源在同一个优先级上时中断源的内部查询顺序，称 为自然优先级，先查询到的被优先响应。8051中断源的自然优先 级如图6-7所示。 3. 中断嵌套 高优先级中断可以中断正在执行的低优先级的中断，除非这 个高优先级中断被屏蔽。同级或者低级的中断源不能中断正在执 行的中断服务程序，只能等到当前中断服务结束后，由CPU响应 中断，执行中断。这一点编程者一定要注意，特别是初学者。在 中断服务程序里要想到当前程序是否会被高优先级程序所嵌套中 断，并且在嵌套中是否会改变当前使用的寄存器或者存储单元的 值，是否允许嵌套等。这些都要认真考虑。
定时中断：包括T0和T1(T2在8052系列才有)，中断产生 于MCU内部的定时/计数器的计数溢出。当定时/计数器工作于计 数方式时，可以由T0、T1从外部输入计数脉冲等。
串口中断：对应RX、TX。具体对应的管脚参见图1-4及管 脚说明。串口中断也是由内部电路产生的。当串口的缓冲区接收 到数据或发送数据结束时，便产生中断，通知MCU进行下一步处 理。

2022年第六章 MCS系列单片机的中断系统

2022年第六章 MCS系列单片机的中断系统

第6章 MCS-51系列单片机的中断系统
6.4 中断处理过程
6.4.1 中断响应
80C51的整个中断响应过程
1．外部中断请求采样 单片机在每个机器周期的S5P2（第五状态
第２拍节）对中断请求引脚P3.2、Ｐ3.3进行采 样；
对于沿触发方式的外中断请求，若在两个相 邻机器周期采样到的是先高电平后低电平，则中 断请求有效，把IE0或IE1置1；否则IE0或IE1继 续为0；
1 定时控制寄存器TCON
SETB EA
⑷IE.2 EX1：外中断1中断控制位； 4 中断优先级控制寄存器（IP）
对4个与中断有关的特殊功能寄存器TCONSCON、 否则IE0或IE1继续为0；
第6章 MCS-51系列单片机的中断系统
⑸IE.1 ET0：定时/计数器T0中断控制位 ； ORG 2000H
第6章 MCS-51系列单片机的中断系统
6.3.3 中断允许控制寄存器IE
表6-3 IE寄存器结构
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
IE
EA -
ES ET1 EX1 ET0 EX0
位地 址
AFH
AC H
AB H
AA H
A9H A8H
第6章 MCS-51系列单片机的中断系统
6.3.3 中断允许控制寄存器IE
第6章 MCS-51系列单片机的中断系统
6.3.2 串行口控制寄存器SCON
表6-2 SCON寄存器结构
SC D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
ON - - - - - - TI RI
位
地
99H 98H
址
➢SCON.1 TI：MCS-51串行口的发送中断标志； ➢SCON.0 RI：串行口接收中断标志。
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IE1 — 外部中断1的中断请求标志位 IT1 — 外部中断1的触发方式选择位 (IT1=0 电平触发方式；IT1=1边沿触发方式) IE0 — 外部中断0的中断请求标志位 中断请求标志位为“1‖，表示 IT0 — 外部中断0的触发方式选择位. 该中断源产生了中断申请信号。(IT0=0 电平触发方式；IT0=1边沿触发方式)
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6.1.2 中断技术的功能特点
(1) 设置中断源
中断请求源——引起中断发生的特殊事件。中断源的数量决定了
微处理器处理突发事件的能力。 (1) 甄别中断请求
对已发生中断事件中断源的识别 。
(3) 中断优先级 多个不同的中断事件同时发生时互相的执行顺序 。
(4) 自动响应中断请求
中断请求后，响应该中断源。 (5) 中断处理 对请求中断事件的处理过程——中断服务 。 (6) 中断返回 执行完中断服务后，返回到被中断前的（断点）任务 。
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2. SCON寄存器
D7 SCON SM0 D6 SM1 D5 SM2 D4 REN D3 TB8 D2 RB8 D1 TI D0 RI
串行口工作状态配置
串行口 中断源
TI — 串行口发送完成中断请求标志位；“1‖ ：中断请求标志
RI — 串行口接收完成中断请求标志位； “1‖ ：中断请求标 志
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中断嵌套
多个中断同时发生后，导致中断过程中再次被中断。中断嵌套与中断 源的中断优先级密切相关。
用 低优先级 户 中断请求 程 序 断点1 继 续 执 行 低优先级 高优先级 高优先级 中断服务 中断请求 中断服务
断点2
中断 返回1
中断 返回2
6
图6-2 两级中断嵌套示意图
6.1.3 中断技术的优点
中断优先级寄存器：IP
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6.2.1 NT0 IT0 = 1
TCON
IE0 EX0 TF0
IE
IP
PX0=1 PX0=0 PT0=1 自 然 优 先 级 高优 先级 中断 请求
T0 1 IT1 = 0 INT1
ET0 IE1
PT0=0 PX1=1
矢量 地址 装载PC
(1) 外部中断0( INT 0 )：P3.2引脚输入的中断请求信号。 (2) 定时器T0中断(T0)：定时器/计数器T0的定时/计数溢出产生 的中断请求信号。 (3) 外部中断1( INT 1 )：P3.3引脚输入的中断请求信号。
(4) 定时器T1中断(T1)：定时器/计数器T1的定时/计数溢出产生 的中断请求信号。
IT1 = 1 TF1
EX1
PX1=0 PT1=1 低优 先级 中断 请求 矢量 地址 装载PC
T1
ET1 TI
PT1=0
TXD
SCON
RXD RI
≥1 ES EA
PS=1 PS=0
自 然 优 先 级
中断源允许 总允许
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图6–3 中断系统结构模型示意图
6.2.2 中断源
51单片机中断系统的5个中断源：
1. 分时控制
有效的提高微处理器的执行工作效率。 2. 实时控制 有利于及时响应事件，保证事件的实效性。
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6.2 51单片机的中断系统及其管理
51单片机的中断系统主要包括5个中断源及其相关控制部分。 三类中断源：外部中断源、定时器/计数器中断源、串行口中断源。
具体划分为五个中断源： 外部中断0、定时器/计数器0、外部中断1、定时器/计数器1、 串行口中断 涉及的特殊功能寄存器： 定时器/计数器的控制寄存器：TCON 串行口控制寄存器：SCON 中断允许寄存器：IE
INT0 (P3.2) P1.0 51 单片机 D1 R2
报警 信号
VCC
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中断初始化
(5) 串行口中断(ES)：串行数据发送完成(TI)或串行数据接收完 成(RI)产生的中断请求信号。
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中断入口地址
单片机查询到某个中断源的中断请求时，允许中断的情况下，程 序的执行将跳转至某个固定的地址继续执行：中断入口地址。
(1) 入口地址指定在程序存储器的0003H~0023H之间的5个存储单元 地址。 (2) 中断入口地址按8字节间隔的顺序递增往下排列。 (3) 表6-1中断源自上而下自然优先级由高到低。
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6.3.3
中断请求的撤销
1．定时器/计数器中断请求标志位的清除方式 当中断请求被响应后，硬件自动完成该中断标志位的清除。 2. 外部中断请求标志位的清除方式 (1) 负跳变触发方式 (ITx=1)，中断响应后硬件自动清除中断标志位。 (2) 低电平触发方式中(ITx=0)，关键是要可靠的撤销中断响应后外 部中断引脚上的低电平。可考虑软件与硬件相结合的方法实现 。
INT0 51 单片机 P1.0 Q D CP SD 1 外部中断 请求信号
3．串行口中断请求标志位的清除方式 串行口中断标志位TI和RI需要软件方法清除。
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6.4 中断系统的编程
中断技术有效的提高了系统的实时性。
编程方法：中断的编程方法、查询的编程方法
中断服务程序实质上就是一个子程序，编程方法
位时，恰好当前正在执行RETI指令的第1个机器周期(RETI指令为双周期指
令)；RETI指令执行完后必须再执行另一条指令才能被响应。如果另一条指 令恰好为执行时间4机器周期的乘/除法指令，再考虑长调用指令LCALL
addr16，合计响应时间为2+4+2=8个机器周期。 最长响应时间严格意义上是无法确定的。若51单片机应用系统仅使用某 一个中断源的情况下，中断请求的响应时间为3~8个机器周期之间。
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中断响应的过程
中断响应条件满足后，中断响应过程主要完成两件事：断点的保 存和转入中断服务程序。 断点的保存：将中断处的16位地址(当前程序计数器PC的内容) 压入堆栈保存，以便中断返回时按此16位地址返回中断前程序的指令
地址继续执行。
转入中断服务程序前：单片机硬件自动生成一条长调用指令
LCALL addr16，addr16写入PC，使程序转向中断服务程序的入口。
6.1 中断系统概念
中断系统是微处理器的一个基本功能，任何一种微处理器都设 置有中断系统。中断技术的存在： 1. 保证了对随机发生事件的及时响应 2. 有利于实时检测与控制 中断技术是十分重要而复杂的技术，由微处理器的软、硬件共 同完成，称之为中断系统。 中断技术概念来自于人的日常生活，是现实情况的高度抽象。
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6.3 51单片机的中断响应
中断事件发生置位标志位后，单片机根据中断响 应条件进行判断，满足条件后完成对中断源中断请求
的应答、中止现程序的执行、保存断点、进入中断服
务程序的整个过程。 中断响应解决中断源的识别和中断处理前的准备 工作，是由单片机中断系统的硬件装置自动完成的。
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6.3.1
中断响应的条件
无定义
5个中断源中断允许位分控制
EA EX1/EX0 ET1/ET0
总中断允许控制位 外部中断1(0)中断允许控制位 定时器/计数器1(0)中断允许控制
ES
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串行口中断允许控制位
“1”：中断开放（中断使能、 中断允许） “0”：中断屏蔽（中断失能、 中断禁止）
2. IP中断优先级寄存器
D7 IP — D6 — 无定义 D5 — D4 PS D3 PT1 D2 PX1 D1 PT0 D0 PX0
优先级设定
PS PT1 PX1
串行口中断优先级控制位 定时器/计数器1中断优先级控制位 外部中断1中断优先级控制位
“1”：高优先级 “0”：低优先级
PT0
PX0
定时器/计数器0中断优先级控制位
外部中断0中断优先级控制位
(1) 每个中断源只能被配置为高优先级或低优先级 (2) 低优先级事件能够被高优先级事件中断，高优先级事件不能被低优先级 事件中断。 (3) 同级优先级事件间不能互相中断。 (4) 高、低优先级区别于自然优先级，抢占优先级区别于响应优先级。
中断受阻? 断点 无 主 限 程 循 序 环 N 某时刻随 机产生中 断请求 断点压栈保护
中断服务 程序 中 (第二步) 断 服 务 程 序 中断返回
(硬件自动)
跳转中断入口地址
中断返回 断点出栈恢复
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中断响应 (硬件自动完成)
6.4.2
外部中断源的编程
例6–1 外部报警信号由“1‖→―0‖时，控制警示发光二极管亮， 单片机复位后警示发光二极管灭。 分析： 由图中电路可知，P1.0输出高电平，警 示发光二极管D1灭；P1.0输出低电平，警示 发光二极管D1亮，发出报警信号。 编写外部中断0中断服务程序时，应用 CLR P1.0指令使P1.0输出低电平。外部中断 0中断服务程序只有在外部报警信号事件发 生的条件下才会执行。
其中addr16就是表6–1所列各中断源的16位入口地址，即中断入口地 址。
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6.3.2
中断响应的时间
中断响应过程并非瞬间完成，需要一定的时间。 (1) 最短响应时间1+2：3个机器周期。第1个机器周期查询中断请求标志 位 (此机器周期非RETI或访问IE、IP指令的最后一个机器周期)；第2、3个机 器周期是长调用指令LCALL addr16，完成16位断点地址压入堆栈和程序跳 转至中断入口地址处。 (2) 最长响应时间2+4+2：8个机器周期甚至更长。在单片机查询中断标志
第6章 中断系统
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第6章
目录
2
6.1 中断系统概念 6.1.1 中断技术 6.1.2 中断技术的主要功能特点 6.1.3 中断技术的优点 6.2 51单片机的中断系统及其管理 6.2.1 中断系统的结构 6.2.2 中断源 6.2.3 中断请求标志 6.2.4 中断控制 6.3 单片机的中断响应 6.3.1 中断响应的条件 6.3.2 中断响应的时间 6.3.3 中断请求的撤销 6.4 中断系统的编程 6.4.1 中断服务程序编程的基本步骤 6.4.2 外部中断源的编程 6.4.3 定时器/计数器中断方法的编程 习题