1、單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院第5章 中斷系統及應用中斷系統及應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷的基本概念中斷的基本概念5.15.2中斷的應用中斷的應用5.3MCS-51MCS-51單片機的中斷系統單片機的中斷系統單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院1. 1. 什么是中斷？引入中斷的益處？什么是中斷？引入中斷的益處？ 5.1 5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念主程序主程序程序程序單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 中斷定義: CPU在執行一

2、個程序時，對系統發生的更重要在執行一個程序時，對系統發生的更重要事件作出反應；事件作出反應；CPU暫停執行的程序暫停執行的程序，保留斷點保留斷點后后自動轉去自動轉去處處理相應的程序，處理完該事件后，理相應的程序，處理完該事件后，返回斷點返回斷點，繼續，繼續完成被打斷完成被打斷的程序。的程序。 CPU處理事件的過程，稱為CPU的中斷響應過程。對事件的整個處理過程，稱為中斷處理（或中斷服務）。能夠實現中斷處理功能的部件稱為中斷系統；產生中斷的請求源稱為中斷請求源。中斷源向CPU提出的處理請求，稱為中斷請求(或中斷申請)。 5.1 5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念單片機原理與應用單片機原理與應用

3、 光學與電子信息學院光學與電子信息學院在計算機系統中引入中斷機制的益處：在計算機系統中引入中斷機制的益處： 1 ）實現分時操作。提高）實現分時操作。提高CPU的效率，解決的效率，解決CPU與外設之間與外設之間速度不匹配的問題；速度不匹配的問題； 2）實現實時響應，及時處理隨機產生的事件；）實現實時響應，及時處理隨機產生的事件； 3）及時處理故障，提高系統可靠性。如處理設備故障，電）及時處理故障，提高系統可靠性。如處理設備故障，電源突然掉電等問題。源突然掉電等問題。 5.1 5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院2.2.實現中斷

4、及返回實現中斷及返回 5.1 5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念 保護斷點：保護斷點：將斷點地址壓入堆棧保存，即當前將斷點地址壓入堆棧保存，即當前PCPC值入棧。值入棧。 尋找中斷源：尋找中斷源：中斷服務程序硬件入口中斷服務程序硬件入口 PC PC，轉入中斷服務。，轉入中斷服務。 中斷處理：中斷處理：執行中斷源所要求的程序處理段。執行中斷源所要求的程序處理段。 中斷返回：中斷返回：執行執行RETIRETI指令，棧頂內容指令，棧頂內容 PC PC，程序跳轉回斷點處。，程序跳轉回斷點處。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院3.3.實現中斷嵌套實現中斷嵌套 (gd

5、)(gd) 中斷嵌套：CPU正在執行低優先級中斷的服務程序時，可被高優先級中斷請求所中斷，去執行高優先級中斷服務程序，待高優先級中斷處理完畢后，再返回低優先級中斷服務程序。可實現中斷嵌套。 5.1 5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 所謂所謂“中斷中斷”，是指，是指CPU執行正常程序時，系統中出現執行正常程序時，系統中出現特殊特殊請求請求，CPU暫時中止當前的程序，轉去處理更緊急的事暫時中止當前的程序，轉去處理更緊急的事件，處理完畢后，件，處理完畢后，CPU返回原程序的過程。返回原程序的過程。 中斷與子程序的最主要區別：中

6、斷與子程序的最主要區別： 子程序是預先安排好的；子程序是預先安排好的； 中斷是隨機發生的。中斷是隨機發生的。* * 中斷與子程序的區別中斷與子程序的區別4.4.實現中斷優先權排隊實現中斷優先權排隊 5.1 5.1 中斷的基本概念中斷的基本概念單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.1 5.2.1 P3P3口口 5.2 MCS-515.2 MCS-51單片機的中斷系統單片機的中斷系統單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院P3P3口的字節地址為口的字節地址為B0HB0H，位地址為，位地址為B0HB0HB7HB7H 5.2.1 5

7、.2.1 P3P3口口5.2 MCS-515.2 MCS-51單片機的中斷系統單片機的中斷系統單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（1 1）當作通用的當作通用的I/OI/O口使用時口使用時，電路中的，電路中的“第二輸出功能第二輸出功能”線應保持高電線應保持高電平平，與非門開通，以使鎖存器的，與非門開通，以使鎖存器的Q Q端輸出通路保持暢通。當輸入信號時，端輸出通路保持暢通。當輸入信號時，該鎖存器應預先置該鎖存器應預先置“1” 1” 。引腳信號通過緩沖器送到內部總線。引腳信號通過緩沖器送到內部總線。（2 2）作為第二功能用作為第二功能用: :輸出時，輸出時，Q=

8、1Q=1，打開與非門，第二功能輸出；打開與非門，第二功能輸出； 輸入時，引腳信號通過緩沖器送到第二輸入功能端。輸入時，引腳信號通過緩沖器送到第二輸入功能端。5.2 MCS-515.2 MCS-51單片機的中斷系統單片機的中斷系統單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院表表 P3P3口的第二功能定義口的第二功能定義 口引腳口引腳 第二功能第二功能 P3.0P3.0 RXD RXD（串行輸入口）（串行輸入口） P3.1P3.1 TXD TXD（串行輸出口）（串行輸出口） P3.2P3.2 /INT0 /INT0 （外部中斷（外部中斷0 0） P3.3P3.3 /INT

9、1 /INT1 （外部中斷（外部中斷1 1） P3.4P3.4 T0 T0（定時器（定時器0 0外部計數輸入）外部計數輸入） P3.5P3.5 T1 T1（定時器（定時器1 1外部計數輸入）外部計數輸入） P3.6P3.6 /WR /WR （外部數據存儲器寫選通）（外部數據存儲器寫選通） P3.7P3.7 /RD /RD （外部數據存儲器讀選通）（外部數據存儲器讀選通）5.2 MCS-515.2 MCS-51單片機的中斷系統單片機的中斷系統單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.5.2.2 2 中斷請求源中斷請求源 有有5 5個中斷請求源，兩個中斷優先級，

10、可兩級嵌套。個中斷請求源，兩個中斷優先級，可兩級嵌套。（1 1 ）/INT0/INT0外部中斷請求外部中斷請求0 0，由引腳，由引腳/INT0/INT0輸入，中斷請求輸入，中斷請求標志為標志為IE0IE0。（2 2） /INT1/INT1外部中斷請求外部中斷請求1 1，由引腳，由引腳/INT1/INT1輸入，中斷請求輸入，中斷請求標志為標志為IE1IE1（3 3）定時器）定時器/ /計數器計數器T0T0溢出中斷請求，中斷請求標志為溢出中斷請求，中斷請求標志為TF0TF0。（4 4）定時器）定時器/ /計數器計數器T1T1溢出中斷請求，中斷請求標志為溢出中斷請求，中斷請求標志為TF1TF1。（5

11、 5）串行口串行口中斷請求，中斷請求標志為中斷請求，中斷請求標志為TITI或或RIRI。 標志位分別由特殊功能寄存器標志位分別由特殊功能寄存器TCONTCON和和SCONSCON的相應位鎖存。的相應位鎖存。5.2 MCS-515.2 MCS-51單片機的中斷系統單片機的中斷系統單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院外部中斷(2個)：外部中斷0和外部中斷1定時/計數器中斷(2個)：定時/計數器中斷0和定時/計數器中斷1串行口中斷(1個)通過SFR進行中斷控制和設置編程兩級中斷優先級，可以形成嵌套中斷標志位5.2.5.2.3 3 MCS-51 MCS-51單片機中斷

12、系統的結構單片機中斷系統的結構單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院特點特點: :p 5個中斷源，3個在片內，2個在片外;p 固定的中斷入口地址；p 兩級中斷優先級，可以形成嵌套；p 通過SFR進行中斷控制和設置編程。5.2.5.2.3 3 MCS-51 MCS-51單片機中斷系統的結構單片機中斷系統的結構單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制中斷控制中斷控制 ( (寄存器寄存器) ) ：p 中斷允許寄存器中斷允許寄存器-IEp 中斷優先級寄存器中斷優先級寄存器IPp 定時器控制寄存器定

13、時器控制寄存器-TCONp 串行口控制寄存器串行口控制寄存器-SCON單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院串行口中斷允許位1. 1. 中斷允許寄存器中斷允許寄存器IE IE CPUCPU對中斷源的開放或屏蔽，由片內的中斷允許寄存器對中斷源的開放或屏蔽，由片內的中斷允許寄存器IEIE控制。控制。IEIE的字節的字節地址為地址為A8HA8H，可進行位尋址。，可進行位尋址。IEIE對中斷的開放和關閉實現兩級控制對中斷的開放和關閉實現兩級控制 。全局中斷允許位T1中斷允許位INT0中斷允許位T0中斷允許位INT1中斷允許位0 0：關中斷；：關中斷；1 1：開放中斷。：

14、開放中斷。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制MCS-51MCS-51復位以后，復位以后，IEIE被清被清0 0，所有的中斷請求被禁止。，所有的中斷請求被禁止。單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（1）EA：中斷允許總控制位 0：CPU屏蔽所有的中斷請求；1：CPU開放所有中斷。 但五個中斷源的中斷請求是否允許，還要由IE中的低5位所對應的5個中斷請求允許控制位的狀態來決定。（2）ES：串行口中斷允許位0：禁止串行口中斷； 1：允許串行口中斷。 （3）ET1：定時器/計數器T1的中斷允許位0：禁止T1中斷； 1：允許T1中斷。（4）EX1：外部中斷1中

15、斷允許位0：禁止外部中斷1中斷； 1：允許外部中斷1中斷。（5）ET0：定時器/計數器T0的中斷允許位0：禁止T0中斷； 1：允許T0中斷。（6）EX0：外部中斷0中斷允許位。0：禁止外部中斷0中斷； 1：允許外部中斷0中斷。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院例例 若允許片內若允許片內2 2個定時器個定時器/ /計數器中斷，禁止其它中斷源的中斷請求。請編計數器中斷，禁止其它中斷源的中斷請求。請編寫出設置寫出設置IEIE的相應程序段。的相應程序段。（1 1）用位操作指令來編寫如下程序段：）用位操作指令來編寫如下程序段

16、：CLR ES CLR ES ；禁止串行口中斷；禁止串行口中斷 CLR EX1 CLR EX1 ；禁止外部中斷；禁止外部中斷1 1中斷中斷CLR EX0CLR EX0；禁止外部中斷；禁止外部中斷0 0中斷中斷 SETB ET0 SETB ET0 ；允許定時器；允許定時器/ /計數器計數器T0T0中斷中斷 SETB ET1 SETB ET1 ；允許定時器；允許定時器/ /計數器計數器T1T1中斷中斷 SETB EA SETB EA ；CPUCPU開中斷開中斷（2 2）用字節操作指令來編寫：）用字節操作指令來編寫： MOV IE MOV IE，#8AH#8AH 或者用：或者用： MOV 0A8H

17、MOV 0A8H，#8AH #8AH ；A8HA8H為為IEIE寄存器字節地址寄存器字節地址5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院2. 2. 中斷優先級寄存器中斷優先級寄存器IPIP 中斷優先級設定：中斷優先級設定：兩個中斷優先級兩個中斷優先級, ,可實現兩級中斷嵌套。可實現兩級中斷嵌套。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷優先級寄存器中斷優先級寄存器IPIP：其其字節地址為字節地址為B8HB8H，可位尋址。，可位尋址。串行口中斷優先位串

18、行口中斷優先位1 1：高優先級中斷；：高優先級中斷；0 0：低優先級中斷。：低優先級中斷。T0T0中斷優先位中斷優先位T1T1中斷優先位中斷優先位INT1INT1中斷優先位中斷優先位INT0INT0中斷優先位中斷優先位MCS-51MCS-51復位以后，復位以后，IPIP被清被清0 0，所有的中斷源設置為低優先級中斷。，所有的中斷源設置為低優先級中斷。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院IPIP各個位的含義：各個位的含義：（1 1）PSPS串行口中斷優先級控制位串行口中斷優先級控制位1 1：高優先級中斷；：高優先級中斷

19、； 0 0：低優先級中斷。：低優先級中斷。（2 2）PT1PT1定時器定時器T1T1中斷優先級控制位中斷優先級控制位1 1：高優先級中斷；：高優先級中斷； 0 0：低優先級中斷。：低優先級中斷。（3 3）PX1PX1外部中斷外部中斷1 1中斷優先級控制位中斷優先級控制位1 1：高優先級中斷；：高優先級中斷； 0 0：低優先級中斷。：低優先級中斷。（4 4）PT0PT0定時器定時器T0T0中斷優先級控制位中斷優先級控制位1 1：高優先級中斷；：高優先級中斷； 0 0：低優先級中斷。：低優先級中斷。（5 5）PX0PX0外部中斷外部中斷0 0中斷優先級控制位中斷優先級控制位1 1：高優先級中斷；：

20、高優先級中斷； 0 0：低優先級中斷。：低優先級中斷。 5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（1 1）低優先級可被高優先級中斷，反之則不能。）低優先級可被高優先級中斷，反之則不能。（2 2）任何一種中斷（不管是高級還是低級），一旦得到響應）任何一種中斷（不管是高級還是低級），一旦得到響應, ,不會再被它的同級不會再被它的同級 中斷源所中斷。中斷源所中斷。 (3) (3) 某一中斷源被設置為高優先級中斷，某一中斷源被設置為高優先級中斷，則不能被任何其它的中斷源的中斷請則不能被任何其它的中斷源的中斷請求所中斷。求所中斷。

21、 由用戶程序置由用戶程序置“1”“1”和清和清“0”“0”，以改變各中斷源的中斷優先級。，以改變各中斷源的中斷優先級。 MCS-51 MCS-51的中斷系統有兩個不可尋址的的中斷系統有兩個不可尋址的“優先級激活觸發器優先級激活觸發器”。其中一個指示某高優。其中一個指示某高優先級的中斷正在執行，所有后來的中斷均被阻止。另一個觸發器指示某低優先級的中斷正在執行，所有后來的中斷均被阻止。另一個觸發器指示某低優先級的中斷正在執行，所有同級的中斷都被阻止，但不阻斷高優先級的中斷先級的中斷正在執行，所有同級的中斷都被阻止，但不阻斷高優先級的中斷請求。請求。 在同時收到幾個同一優先級的中斷請求時，哪一個中斷

22、請求能優先得到在同時收到幾個同一優先級的中斷請求時，哪一個中斷請求能優先得到響應，取決于內部的查詢順序。其查詢順序如下：響應，取決于內部的查詢順序。其查詢順序如下： 外部中斷外部中斷/INT0/INT0 T0 T0溢出中斷溢出中斷 外部中斷外部中斷/INT1 T1/INT1 T1溢出中斷溢出中斷 串行口中斷串行口中斷RI/TIRI/TI5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院例：例：設置設置IPIP寄存器的初始值，使得寄存器的初始值，使得MCS-51MCS-51的的2 2個外中斷請求為高優先級，其個外中斷請求為高優先級，

23、其它中斷請求為低優先級。它中斷請求為低優先級。（1 1）用位操作指令）用位操作指令 SETB PX0 SETB PX0 ；2 2個外中斷為高優先級個外中斷為高優先級 SETB PX1 SETB PX1 CLR PS CLR PS ；串行口、；串行口、2 2個定時器個定時器/ /計數器為低優先級中斷計數器為低優先級中斷 CLR PT0 CLR PT0CLR PT1CLR PT1（2 2）用字節操作指令）用字節操作指令 MOV IPMOV IP，#05H#05H 或：或： MOV 0B8H MOV 0B8H，#05H #05H ；B8HB8H為為IPIP寄存器的字節地址寄存器的字節地址5.2.5.

24、2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院3. 3. 定時器定時器/ /計數器的控制寄存器計數器的控制寄存器TCONTCON字節地址為88H，可位尋址。/INT0/INT0觸發方式：觸發方式： 1 1：下降沿觸發：下降沿觸發 0 0：低電平觸發：低電平觸發定時/計數器控制位/INT0/INT0中斷請求標志位：中斷請求標志位： 1 1：有請求；：有請求；0 0：無請求：無請求/INT1/INT1觸發方式：觸發方式： 1 1：下降沿觸發：下降沿觸發 0 0：低電平觸發：低電平觸發/INT1/INT1中斷請求標志位：中斷請求標志位： 1 1

25、：有請求；：有請求；0 0：無請求：無請求T1T1溢出中斷請溢出中斷請求標志位：求標志位：1 1：有請求；：有請求；0 0：無請求：無請求T0T0溢出中斷請求標志位：溢出中斷請求標志位： 1 1：有請求；：有請求；0 0：無請求：無請求5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（1 1）IT0IT0：IT0=0IT0=0，為電平觸發方式，為電平觸發方式，加到引腳，加到引腳/INT0/INT0上的外部中斷請求輸入信號上的外部中斷請求輸入信號為為低電平有效低電平有效。 IT0=1IT0=1，為邊沿觸發方式，為邊沿觸發方式，加到

26、引腳加到引腳/INT0/INT0上的外部中斷請求輸入信號電上的外部中斷請求輸入信號電平平負跳變有效。負跳變有效。可由軟件置可由軟件置“1”“1”或清或清“0” IT0 “0” IT0 。（2 2）IE0IE0外部中斷請求外部中斷請求0 0的的中斷請求標志位中斷請求標志位。 當當IT0=0IT0=0，為電平觸發方式，為電平觸發方式，CPUCPU在每個機器周期的在每個機器周期的S5P2S5P2采樣采樣/INT0/INT0引腳，引腳，若為低，則置若為低，則置“1”IE0“1”IE0，表示外部中斷表示外部中斷0 0正在向正在向CPUCPU請求中斷。請求中斷。CPUCPU響應該中斷，響應該中斷，在中斷服

27、務程序結束前由外部中斷源撤消有效電平，由單片機內硬件自動清在中斷服務程序結束前由外部中斷源撤消有效電平，由單片機內硬件自動清“0”IE0“0”IE0。 當當IT0=1IT0=1，即外部中斷請求，即外部中斷請求0 0設置為邊沿觸發方式時，當一個機器周期采樣設置為邊沿觸發方式時，當一個機器周期采樣到到/INT0/INT0為高電平，下一個機器周期采樣到為高電平，下一個機器周期采樣到/INT0/INT0為低電平時，則置為低電平時，則置“1”IE0“1”IE0。IE0=1IE0=1，表示外部中斷，表示外部中斷0 0正在向正在向CPUCPU請求中斷。當請求中斷。當CPUCPU響應該中斷，轉向中斷服響應該中

28、斷，轉向中斷服務程序時，由單片機內硬件清務程序時，由單片機內硬件清“0”IE0“0”IE0。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院（3 3）IT1IT1選擇外部中斷請求選擇外部中斷請求1 1為邊沿觸發方式還是電平觸發方式，其意義為邊沿觸發方式還是電平觸發方式，其意義與與IT0IT0類似。類似。（4 4）IE1IE1外部中斷請求外部中斷請求1 1的中斷請求標志位，其意義與的中斷請求標志位，其意義與IE0IE0類似。類似。（5 5）TF0TF0MCS-51MCS-51片內定時器片內定時器/ /計數器計數器T0T0溢出中斷請

29、求標志位。溢出中斷請求標志位。 當啟動當啟動T0T0計數后，定時器計數后，定時器/ /計數器計數器T0T0從初值開始加從初值開始加1 1計數，當最高位計數，當最高位產生溢出時，由產生溢出時，由單片機內單片機內硬件置硬件置“1”TF0“1”TF0，向，向CPUCPU申請中斷，申請中斷，CPUCPU響應響應TF0TF0中斷時，清中斷時，清“0”TF0“0”TF0，TF0TF0也可由軟件清也可由軟件清0 0。（6 6）TF1TF1MCS-51MCS-51片內的定時器片內的定時器/ /計數器計數器T1T1的溢出中斷請求標志位，功能和的溢出中斷請求標志位，功能和TF0TF0類似。類似。 TR1 TR1（

30、D6D6位）、位）、TR0TR0（D4D4位）這位）這2 2個位與中斷無關。個位與中斷無關。 當當MCS-51MCS-51復位后，復位后，TCONTCON被清被清0 0。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 SCONSCON為串行口控制寄存器，為串行口控制寄存器，字節地址為字節地址為98H98H，可位尋址。，可位尋址。SCONSCON的低二位的低二位鎖存串行口的發送中斷和接收中斷的鎖存串行口的發送中斷和接收中斷的中斷請求標志中斷請求標志TITI和和RIRI。各標志位的功各標志位的功能如下：能如下： （1 1）TITI

31、發送中斷請求標志位。發送中斷請求標志位。CPUCPU將一個字節的數據寫入發送緩沖器將一個字節的數據寫入發送緩沖器SBUFSBUF時，就啟動一幀串行數據的發送，每發送完一幀串行數據后，硬件自動置時，就啟動一幀串行數據的發送，每發送完一幀串行數據后，硬件自動置“1”TI“1”TI。必須在中斷服務程序中用軟件對必須在中斷服務程序中用軟件對TITI標志清標志清“0”“0”。 （2 2）RIRI接收中斷請求標志位。接收中斷請求標志位。在串行口接收完一個串行數據幀，硬件自動在串行口接收完一個串行數據幀，硬件自動置置“1”RI“1”RI標志。標志。CPUCPU響應串行口接收中斷。響應串行口接收中斷。RIRI

32、標志，必須在中斷服務程序標志，必須在中斷服務程序中用軟件清中用軟件清“0”“0”。 4. 4. 串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCON5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 中斷控制就是通過對中斷控制就是通過對IE,IP,TCON,SCONIE,IP,TCON,SCON的相應位進行狀態的相應位進行狀態（0 0，1 1）設定實現的。）設定實現的。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5. 5. 中斷響應過程中斷響應過程( (1 1) )

33、 響應中斷請求的條件：響應中斷請求的條件： 一個中斷請求被響應，需滿足以下必要條件：一個中斷請求被響應，需滿足以下必要條件：CPUCPU開中斷，即開中斷，即IEIE寄存器中的中斷總允許位寄存器中的中斷總允許位EA=1EA=1。該中斷源的中斷允許位該中斷源的中斷允許位=1=1，即該中斷沒有被屏蔽。，即該中斷沒有被屏蔽。該中斷源發出中斷請求，即該中斷源對應的中斷請求標志為該中斷源發出中斷請求，即該中斷源對應的中斷請求標志為“1”“1”。無同級或更高級中斷正在被服務。無同級或更高級中斷正在被服務。 中斷響應就是中斷響應就是CPUCPU對中斷源提出的中斷請求的接受。當對中斷源提出的中斷請求的接受。當C

34、PUCPU查詢到有查詢到有效的中斷請求時，在滿足上述條件時，緊接著就進行中斷響應。效的中斷請求時，在滿足上述條件時，緊接著就進行中斷響應。 5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 ( (2 2) ) 中斷響應的主要過程中斷響應的主要過程 (gd)(gd) 首先將相應的優先級狀態觸發器置首先將相應的優先級狀態觸發器置1 1，以阻斷后來同級或低級的中斷，以阻斷后來同級或低級的中斷請求。然后由硬件自動生成一條長調用指令請求。然后由硬件自動生成一條長調用指令LCALL addr16LCALL addr16。接著就由。接著就由C

35、PUCPU執行該指令。將執行該指令。將PCPC的內容壓入堆棧以保護斷點，再將中斷入口地址的內容壓入堆棧以保護斷點，再將中斷入口地址裝入裝入PCPC，清零相應中斷請求標志位，清零相應中斷請求標志位, ,執行中斷服務程序。各中斷源服務執行中斷服務程序。各中斷源服務程序的入口地址是固定的。程序的入口地址是固定的。 5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷源入口地址外部中斷00003H定時器0000BH外部中斷10013H定時器1001BH串行口0023H(3) (3) 中斷服務程序入口地址表中斷服務程序入口地址表5.2.5

36、.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷響應是有條件的，遇到下列三種情況之一時，中斷響應是有條件的，遇到下列三種情況之一時，中斷響應被中斷響應被阻斷阻斷： CPUCPU正在處理同級的或更高優先級的中斷。正在處理同級的或更高優先級的中斷。所查詢的機器周期不是當前正在執行指令的最后一個機器周所查詢的機器周期不是當前正在執行指令的最后一個機器周期。只有在當前指令執行完畢后，才能進行中斷響應。期。只有在當前指令執行完畢后，才能進行中斷響應。正在執行的指令是正在執行的指令是RETIRETI或是或是訪問訪問IEIE或或IPIP的指令。在執

37、行完這的指令。在執行完這些指令后，需要再去執行完一條指令，才能響應中斷請求。些指令后，需要再去執行完一條指令，才能響應中斷請求。 如果存在上述三種情況之一，如果存在上述三種情況之一，CPUCPU不能對中斷進行響應。不能對中斷進行響應。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院( (4 4) ) 中斷響應時間中斷響應時間 中斷響應時間：指中斷響應時間：指CPU CPU 查詢到有效中斷標志后，查詢到有效中斷標志后，PC PC 轉移到矢量入口的轉移到矢量入口的時間。時間。 以外部中斷響應為例，以外部中斷響應為例，CPUCPU在每

38、個機器周期的在每個機器周期的S5P2S5P2期間采樣期間采樣/INT0/INT0和和/INT1/INT1電平并鎖存到電平并鎖存到IE0IE0或或IE1IE1標志位上，而標志位上，而CPUCPU要在下一個機器周期才要在下一個機器周期才會查詢這些標志位，這時如果滿足中斷響應條件，會查詢這些標志位，這時如果滿足中斷響應條件，CPUCPU便接著執行硬件便接著執行硬件長調用指令長調用指令LCALLLCALL，轉到相應的中斷入口。中斷請求標志位查詢占，轉到相應的中斷入口。中斷請求標志位查詢占1 1個個機器周期。機器周期。 調用指令本身需調用指令本身需2 2個機器周期，這樣，從外部中斷請求有效到開始執行個機

39、器周期，這樣，從外部中斷請求有效到開始執行中斷服務程序的第一條指令之間至少需要中斷服務程序的第一條指令之間至少需要3 3個機器周期，這是最短的響個機器周期，這是最短的響應時間。應時間。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 如果遇到中斷響應受阻的情況，則需要更長的響應時間。如果遇到中斷響應受阻的情況，則需要更長的響應時間。 例如，當一個同級或更高級中斷正在處理，則附加的等待時間取決于例如，當一個同級或更高級中斷正在處理，則附加的等待時間取決于正在進行的中斷服務程序。正在進行的中斷服務程序。 如果正在執行的指令還沒有進行

40、到最后的機器周期，則所需的附加時如果正在執行的指令還沒有進行到最后的機器周期，則所需的附加時間不會多于間不會多于3 3個機器周期，因為最長的乘法、除法指令也只需個機器周期，因為最長的乘法、除法指令也只需4 4個機器個機器周期；周期； 如果正在執行如果正在執行RETIRETI或訪問或訪問IEIE，IPIP的指令，則附加的等待時間不會多于的指令，則附加的等待時間不會多于5 5個機器周期個機器周期( (完成正在執行的指令最多還需完成正在執行的指令最多還需1 1個機器周期，加上執行個機器周期，加上執行最長的指令需最長的指令需4 4個機器周期個機器周期) )。 這樣，在只有一個中斷源的情況下，外部中斷響

41、應時間總是在這樣，在只有一個中斷源的情況下，外部中斷響應時間總是在3838個個機器周期之間。機器周期之間。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院( (5 5) ) 外部中斷的觸發方式選擇外部中斷的觸發方式選擇 兩種觸發方式：電平觸發方式和邊沿觸發方式。兩種觸發方式：電平觸發方式和邊沿觸發方式。電平觸發方式電平觸發方式 若外部中斷定義為電平觸發方式，外中斷申請觸發器的狀態隨著若外部中斷定義為電平觸發方式，外中斷申請觸發器的狀態隨著CPUCPU在每個機器周期采樣到的外部中斷輸入線的電平變化而變化，這能在每個機器周期采樣到的

42、外部中斷輸入線的電平變化而變化，這能提高響應速度。提高響應速度。采用這種方式采用這種方式, ,請求中斷的低電平必須保持到請求中斷的低電平必須保持到CPUCPU響應響應該中斷為止該中斷為止, ,否則否則, ,會丟失中斷會丟失中斷; ;在中斷服務程序返回之前，外部中斷請在中斷服務程序返回之前，外部中斷請求輸入必須撤消（即變為高電平），否則求輸入必須撤消（即變為高電平），否則CPUCPU返回主程序后會再次響應返回主程序后會再次響應中斷。中斷。 本方式適合于外中斷以低電平輸入且中斷服務程序能清除外部中斷本方式適合于外中斷以低電平輸入且中斷服務程序能清除外部中斷請求源（即外部中斷輸入電平又變為高電平）的

43、情況。請求源（即外部中斷輸入電平又變為高電平）的情況。 5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院邊沿觸發方式邊沿觸發方式 相繼連續兩次采樣，一個機器周期采樣到外部中斷輸入為高，下一相繼連續兩次采樣，一個機器周期采樣到外部中斷輸入為高，下一個機器周期采樣為低，則置個機器周期采樣為低，則置“1”“1”中斷申請觸發器，直到中斷申請觸發器，直到CPUCPU響應此中響應此中斷時，該標志才清斷時，該標志才清0 0。這樣不會丟失中斷，。這樣不會丟失中斷，但輸入的正、負脈沖寬度至但輸入的正、負脈沖寬度至少保持少保持1212個振蕩周期，即

44、正、負脈沖寬度各自至少保持個振蕩周期，即正、負脈沖寬度各自至少保持1 1個機器。個機器。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院( (6 6) ) 中斷請求的撤消中斷請求的撤消定時器定時器/ /計數器中斷請求的撤消計數器中斷請求的撤消 中斷請求被響應后。硬件會自動清中斷請求被響應后。硬件會自動清TF0TF0或或TF1TF1。外部中斷請求的撤消外部中斷請求的撤消 邊沿方式外部中斷請求的撤消是自動撤消的。邊沿方式外部中斷請求的撤消是自動撤消的。電平方式外部中斷請求的撤消電平方式外部中斷請求的撤消 在中斷響應后把中斷請求信號引

45、腳從低電平強制改變為在中斷響應后把中斷請求信號引腳從低電平強制改變為高電平。高電平。5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 電平電平方式外部中斷請求的撤消方式外部中斷請求的撤消: : 在中斷響應后把中斷請求信號引腳從低電平強制改變為高電平在中斷響應后把中斷請求信號引腳從低電平強制改變為高電平，如圖，如圖所示。只要所示。只要P1.0P1.0端輸出一個負脈沖就可以使端輸出一個負脈沖就可以使D D觸發器置觸發器置“1”“1”，從而撤消了，從而撤消了低電平的中斷請求信號。低電平的中斷請求信號。所需的負脈沖可增加如下兩條指令得到

46、：所需的負脈沖可增加如下兩條指令得到： ORL P1ORL P1，#01H#01H ；P1.0P1.0為為“1”“1” ANL P1 ANL P1，#0FEH#0FEH ；P1.0P1.0為為“0”“0” 電平方式的外部中斷請求信號的完全撤消，是通過軟硬件相結合的方電平方式的外部中斷請求信號的完全撤消，是通過軟硬件相結合的方法來實現的。（參考）法來實現的。（參考）5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院串行口中斷請求的撤消串行口中斷請求的撤消 響應串行口的中斷后，響應串行口的中斷后，CPUCPU無法知道是接收中斷還是發送

47、中斷，還需無法知道是接收中斷還是發送中斷，還需測試這兩個中斷標志位的狀態，以判定是接收操作還是發送操作，然后測試這兩個中斷標志位的狀態，以判定是接收操作還是發送操作，然后才能清除。所以串行口中斷請求的撤消只能使用軟件的方法。才能清除。所以串行口中斷請求的撤消只能使用軟件的方法。CLR TI CLR TI ；清；清TITI標志位標志位CLR RI CLR RI ；清；清RIRI標志位標志位5.2.5.2.4 4 中斷的控制中斷的控制單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院5.3.1 中斷應用實例中斷應用實例中斷服務程序的設計中斷服務程序的設計一、程序設計的任務一、程

48、序設計的任務 （1 1）設置中斷允許控制寄存器）設置中斷允許控制寄存器IEIE。 （2 2）設置中斷優先級寄存器）設置中斷優先級寄存器IPIP。 （3 3）對外中斷源，要設置中斷請求是采用電平觸發方式還是跳沿觸發方）對外中斷源，要設置中斷請求是采用電平觸發方式還是跳沿觸發方式。式。 （4 4）編寫中斷服務程序，處理中斷請求。）編寫中斷服務程序，處理中斷請求。 前前3 3條一般放在主程序的初始化程序段中。條一般放在主程序的初始化程序段中。5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院中斷結構初始化：選擇觸發方式、開放中斷中斷結構初始化：

49、選擇觸發方式、開放中斷 , 如果有多級中斷需要對如果有多級中斷需要對IP進行設定，設定進行設定，設定SP。 理解以下指令的作用：理解以下指令的作用： MOV SP, # 40H 設置堆棧指針設置堆棧指針 SETB IT0 ；設外部中斷；設外部中斷0 為負跳變觸發方式為負跳變觸發方式 SETB EX0 ；允許外部中斷；允許外部中斷0 中斷中斷 SETB EA ；開放；開放CPU中斷中斷 初始化程序段初始化程序段5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院二、采用中斷時的主程序結構二、采用中斷時的主程序結構常用的主程序結構如下：常用的主

50、程序結構如下：ORG 0000HORG 0000HLJMP MAINLJMP MAIN ORG XXXXH ORG XXXXH MAIN MAIN：主：主 程程 序序 . . . . ORG ORG 中斷入口地址中斷入口地址LJMP INTFWLJMP INTFWINTFWINTFW：中斷服務程序：中斷服務程序 . .5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院基本原理：基本原理： 1. 利用按鍵模擬有人靠近玻璃門，產生脈沖，并向利用按鍵模擬有人靠近玻璃門，產生脈沖，并向MCU發出中斷申請。發出中斷申請。 2. 由由P1.0 輸出低

51、電平模擬開門操作。輸出低電平模擬開門操作。 3. 由由P1.2 輸出負脈沖清除中斷申請。輸出負脈沖清除中斷申請。例題例題5.15.1： 銀行玻璃門的自動開啟控制銀行玻璃門的自動開啟控制 ( (徐徐 P111 P111）5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院 ORG 0000H ；上電復位；上電復位PC初始值，單片機從初始值，單片機從 ； 程序存儲器程序存儲器0000H 開始執行開始執行 START： LJMP MAIN ；跳轉到主程序；跳轉到主程序 ORG 0003H ；外部中斷；外部中斷0 入口地址入口地址 LJMP INT

52、0_0 ；中斷服務程序如超過；中斷服務程序如超過8 字字 ；節長度應規劃至合適位置存放；節長度應規劃至合適位置存放 ORG 0030H ； 初始化初始化MAIN： CLR IT0 ；設；設 /INT0 為低電平觸發方式為低電平觸發方式 MOV P1，#0FFH ；開門指示燈滅，并接受輸入信號；開門指示燈滅，并接受輸入信號 MOV SP， #30H SETB EX0 ；允許；允許 /INT0 中斷中斷 SETB EA ；CPU開放中斷開放中斷 LOOP1： SJMP LOOP1 ；等待中斷；等待中斷 5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電

53、子信息學院 ORG 0100H ； /INT0 中斷服務程序，存儲單元起始地中斷服務程序，存儲單元起始地 ; 址避免與主程序沖突址避免與主程序沖突 INT0_0：PUSH ACC ；現場保護；現場保護 (本例可省）本例可省） CLR P1.2 ；由；由P1.2 輸出輸出0 ，配合下面幾條指令清除，配合下面幾條指令清除 ; 中斷標志中斷標志IE0 NOP NOP SETB P1.2 CLR P1.0 ；開門指示燈亮；開門指示燈亮 POP ACC ； 本例可省本例可省 RETI ；中斷返回；中斷返回5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信

54、息學院5.3.2 5.3.2 多外部中斷源系統設計多外部中斷源系統設計 實際的應用系統中，兩個外部中斷請求源往往不夠用，需對外部中斷實際的應用系統中，兩個外部中斷請求源往往不夠用，需對外部中斷源進行擴充。源進行擴充。* * 定時器定時器/ /計數器作為外部中斷源的使用方法計數器作為外部中斷源的使用方法 定時器定時器/ /計數器選擇為計數器工作模式，計數器選擇為計數器工作模式，T0 T0 （或（或T1T1）引腳上發生負）引腳上發生負跳變時，跳變時，T0T0（或（或T1T1）計數器加）計數器加1 1，利用這個特性，可以把，利用這個特性，可以把T0T0（或（或T1T1）引）引腳作為外部中斷請求輸入引

55、腳，而定時器腳作為外部中斷請求輸入引腳，而定時器/ /計數器的溢出中斷計數器的溢出中斷TF0TF0（或（或TF1TF1）作為外部中斷請求標志。）作為外部中斷請求標志。ORG 0000HORG 0000HAJMP IINIAJMP IINI；跳到初始化程序；跳到初始化程序 IINI: IINI:MOV TMODMOV TMOD，#06H#06H；設置；設置T0T0的工作方式的工作方式MOV TL0MOV TL0，#0FFH#0FFH；給計數器設置初值；給計數器設置初值 5.3 5.3 中斷的應用中斷的應用單片機原理與應用單片機原理與應用 光學與電子信息學院光學與電子信息學院MOV TH0MOV TH0，#0FFH#0FFH SETB TR0SETB TR0；啟動；啟動T0T0，開始計數，開始計數 SETB ET0SETB ET0；允許；允許T0T0中斷中斷 SETB EASETB EA；CPUCPU開中斷開中斷 當連接在當連接在P3.4P3.4（T0T0引腳）的電平發生負跳變時，引腳）的電平發生負跳變時，TL0TL0加加1 1，產生溢出，產生溢出，置置“1”TF0“1”TF0，向，向CPUCPU發出中斷請求，同時發出中斷請求，同時TH0T