第5章MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)【本章內(nèi)容】本章主要介紹MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法等。【項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)要點(diǎn)】

應(yīng)用項(xiàng)目中對(duì)中斷源的利用。

應(yīng)用項(xiàng)目中如何通過(guò)中斷進(jìn)行時(shí)間調(diào)校。

應(yīng)用項(xiàng)目中的中斷服務(wù)程序流程圖分析。

應(yīng)用項(xiàng)目中的中斷服務(wù)源程序的設(shè)計(jì)與分析。

1第5章MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)5.1MCS-51中斷系統(tǒng)概述5.2MCS-51的中斷控制5.3MCS-51的中斷處理5.4MCS-51外部中斷源的擴(kuò)展練習(xí)題END25.1MCS-51中斷系統(tǒng)概述5.1.1中斷的概念5.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.1.3中斷源5.1.4中斷請(qǐng)求標(biāo)志35.1.1中斷的概念1．中斷的概念2．中斷的作用41．中斷的概念當(dāng)CPU執(zhí)行完現(xiàn)行程序的當(dāng)前指令時(shí)，如果此時(shí)發(fā)生某一緊急事件請(qǐng)求CPU對(duì)其進(jìn)行迅速處理，這種請(qǐng)求稱為中斷請(qǐng)求；發(fā)出中斷請(qǐng)求的來(lái)源稱為中斷源；如果這個(gè)中斷請(qǐng)求得到CPU的允許，CPU會(huì)暫時(shí)中止當(dāng)前程序的運(yùn)行，保存斷點(diǎn)（下一條指令的首地址），轉(zhuǎn)到中斷源對(duì)應(yīng)的中斷入口，處理發(fā)出中斷請(qǐng)求的緊急事件，這個(gè)過(guò)程稱為響應(yīng)中斷；51．中斷的概念處理中斷請(qǐng)求的程序稱為中斷服務(wù)程序；

CPU執(zhí)行完中斷服務(wù)程序后，再回到發(fā)生中斷的斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序，這個(gè)過(guò)程稱為中斷返回；實(shí)現(xiàn)這種控制過(guò)程的部件稱為單片機(jī)的中斷系統(tǒng)；單片機(jī)的上述控制過(guò)程就稱為中斷，單片機(jī)的中斷過(guò)程示意圖如圖5-1所示。6圖5-1單片機(jī)中斷過(guò)程示意圖單片機(jī)中斷控制過(guò)程:7（1）提高CPU的工作效率（2）便于實(shí)時(shí)處理（3）提高系統(tǒng)可靠性2．中斷的作用8當(dāng)單片機(jī)連接有外圍設(shè)備時(shí)，通過(guò)采用中斷技術(shù)，CPU在啟動(dòng)完外設(shè)后，不用專門(mén)等待外設(shè)，而是和外設(shè)同步并行工作，直到外設(shè)完成指定操作，向CPU提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU再暫時(shí)中止當(dāng)前程序的執(zhí)行而為外設(shè)服務(wù)，服務(wù)結(jié)束后再繼續(xù)執(zhí)行原程序。這樣，不僅解決了因外設(shè)工作速度慢于單片機(jī)而導(dǎo)致CPU需要耗時(shí)等待的問(wèn)題，而且可以允許CPU與多個(gè)外設(shè)并行工作，減少因等待或查詢而耗費(fèi)的時(shí)間，從而大大提高CPU的工作效率。

（1）提高CPU的工作效率9采用中斷技術(shù)后，凡是需要實(shí)時(shí)處理的事件，都可以設(shè)置成隨時(shí)可向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，要求CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。（2）便于實(shí)時(shí)處理10對(duì)于單片機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的各種異常情況，如斷電、設(shè)備故障、運(yùn)算出錯(cuò)等故障，可通過(guò)中斷技術(shù)及時(shí)向CPU申請(qǐng)中斷，以便進(jìn)行自我診斷并及時(shí)進(jìn)行處理，從而提高系統(tǒng)的可靠性。（3）提高系統(tǒng)可靠性115.1.2中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng)由中斷源、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON、中斷允許控制寄存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP以及中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)與查詢電路組成，如圖5-2所示。12圖5-2MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5-2MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13從圖5-2可以看出，MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源和2個(gè)優(yōu)先級(jí)。當(dāng)中斷源產(chǎn)生中斷請(qǐng)求時(shí)，相應(yīng)的標(biāo)志位置為1，但中斷是否能被CPU響應(yīng)，則要受中斷允許寄存器IE的控制，IE中的EA稱為中斷總控位、其他位稱為中斷分控位。對(duì)于允許響應(yīng)的中斷，通過(guò)中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP決定優(yōu)先級(jí)別，并送到中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)與查詢電路，CPU按照從高優(yōu)先級(jí)到低優(yōu)先級(jí)的順序進(jìn)行查詢，首先響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求，再響應(yīng)低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。被CPU響應(yīng)的中斷請(qǐng)求，其相應(yīng)的中斷入口地址器被自動(dòng)送到程序計(jì)數(shù)器PC中，于是CPU便轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。說(shuō)明：145.1.3中斷源

MCS-51單片機(jī)的5個(gè)中斷源分別為：2個(gè)外部中斷2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷1個(gè)串行口中斷151．外部中斷源(、)外部中斷0和外部中斷1的中斷請(qǐng)求信號(hào)，分別由外部中斷請(qǐng)求輸入引腳（P3.2）、（P3.3）輸入，可以通過(guò)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON設(shè)定為低電平觸發(fā)或負(fù)邊沿觸發(fā)。16單片機(jī)內(nèi)部的2個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1是加1計(jì)數(shù)器，工作時(shí)可以對(duì)內(nèi)部定時(shí)脈沖或者對(duì)從T0（P3.4）引腳或T1（P3.5）引腳輸入的計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)狀態(tài)從“全1”加1變?yōu)椤叭?”時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路就會(huì)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求信號(hào)。2．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷源（T0、T1）17串行口中斷分為串行口發(fā)送中斷和串行口接收中斷兩種，每當(dāng)串行口發(fā)送或接收完一組串行數(shù)據(jù)時(shí)，串行口電路便會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生串行口中斷請(qǐng)求。但要區(qū)分是接收還是發(fā)送中斷請(qǐng)求，則需要通過(guò)對(duì)它們的中斷標(biāo)志位RI、TI進(jìn)行查詢才能知道。3．串行口中斷源（RI或TI）185.1.4中斷請(qǐng)求標(biāo)志為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有無(wú)中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，MCS-51單片機(jī)在時(shí)序中規(guī)定，CPU執(zhí)行程序過(guò)程中，總會(huì)在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，對(duì)中斷系統(tǒng)的各個(gè)中斷源進(jìn)行取樣。當(dāng)有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，就將對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志位置為1，然后在下一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)檢測(cè)這些中斷標(biāo)志位的狀態(tài)，以決定是否響應(yīng)該中斷。191．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON各位的定義如圖5-3所示。圖5-3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON各位定義（1）IE0：外部中斷中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。當(dāng)CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間檢測(cè)到引腳上的中斷請(qǐng)求有效時(shí)，IE0由硬件自動(dòng)置1；當(dāng)CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求進(jìn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序執(zhí)行時(shí)，IE0被自動(dòng)復(fù)位。（2）IE1：外部中斷中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。其控制作用和IE0相同。20（3）IT0：外部中斷觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT0

=

1時(shí)，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間取樣引腳電平，如果在連續(xù)的兩個(gè)機(jī)器周期檢測(cè)到引腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑吹谝粋€(gè)周期取樣到=1，第二個(gè)周期取樣到=0，則置IE0

=

1，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。在邊沿觸發(fā)方式下，CPU響應(yīng)中斷時(shí)，由硬件自動(dòng)清除IE0標(biāo)志。但應(yīng)注意，為保證CPU能檢測(cè)到負(fù)跳變，上的低電平持續(xù)時(shí)間至少應(yīng)保持1個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)IT0=0時(shí)，為電平觸發(fā)方式。CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2取樣引腳電平，當(dāng)取樣到低電平時(shí)，置IE0=１表示向CPU請(qǐng)求中斷；取樣到高電平時(shí)，將IE0清0。

21值得注意的是，在電平觸發(fā)方式下，盡管CPU響應(yīng)中斷時(shí)，相應(yīng)中斷標(biāo)志IE0或IE1能自動(dòng)復(fù)位成0狀態(tài)，但若外部中斷源不能及時(shí)撤除它在或上的低電平，就會(huì)再次使已經(jīng)變0的中斷標(biāo)志IE0或IE1置1，這是絕對(duì)不允許的。因此，電平觸發(fā)型外部中斷請(qǐng)求的撤除必須使或上的低電平隨其中斷被CPU響應(yīng)而變?yōu)楦唠娖健?2由圖5-4可見(jiàn)，當(dāng)外部中斷源產(chǎn)生中斷請(qǐng)求時(shí)，D觸發(fā)器被觸發(fā)，其端輸出低電平并送到單片機(jī)的引腳，該低電平被單片機(jī)CPU檢測(cè)到后就使中斷標(biāo)志IE0置1，CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求便可轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。

圖5-4電平觸發(fā)方式的外部中斷請(qǐng)求撤除電路電平觸發(fā)方式的外部中斷請(qǐng)求撤除電路23

CPU執(zhí)行上述的中斷服務(wù)程序時(shí)，可在P1.0上產(chǎn)生一個(gè)寬度為2個(gè)機(jī)器周期的負(fù)脈沖。在該負(fù)脈沖作用下，D觸發(fā)器的端被置位成l狀態(tài)，上的電平因此而變高，從而撤除了其上的中斷請(qǐng)求。為了撤除上的低電平，可以在中斷服務(wù)程序開(kāi)頭加上如下指令。INTSUB：ANL P1,#0FE ;P1.0=0 ORL P1,#01H ;P1.0=1 CLR IE0 …… RETI24（4）IT1：外部中斷觸發(fā)方式控制位。其控制功能、注意事項(xiàng)與IT0相同。（5）TF0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T0啟動(dòng)后便從初值開(kāi)始進(jìn)行加1計(jì)數(shù)，直至最高位產(chǎn)生溢出時(shí)，向CPU發(fā)出溢出中斷請(qǐng)求，CPU檢測(cè)到中斷請(qǐng)求后，由硬件將TF0置位。CPU響應(yīng)中斷時(shí)，由硬件自動(dòng)將TF0復(fù)位為0。（6）TF1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。其控制功能與TF0類似。（7）TR0、TR1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟/停控制位（將在第6章中介紹）。252．串行口控制寄存器SCON串行口控制寄存器SCON各位的定義如圖5-5所示

圖5-5串行口控制寄存器各位的定義

（1）RI：串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行數(shù)據(jù)幀，串行口電路便將RI置位，向CPU發(fā)出串行口中斷請(qǐng)求。（2）TI：串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送過(guò)程。每發(fā)送完一個(gè)串行數(shù)據(jù)幀，串行口電路便將TI置位，向CPU發(fā)出串行口中斷請(qǐng)求。26

CPU響應(yīng)串行口中斷后，中斷系統(tǒng)不會(huì)通過(guò)硬件電路自動(dòng)將RI或TI復(fù)位，而必須在串行口中斷服務(wù)程序中通過(guò)軟件對(duì)它們進(jìn)行清除。這是因?yàn)镸CS-51單片機(jī)的串行口中斷是由RI和TI所共用的，因此，進(jìn)入串行口中斷服務(wù)程序后，常需要對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè)，以確定發(fā)生的串行口中斷到底是接收中斷還是發(fā)送中斷。為了防止CPU再次響應(yīng)這類中斷，應(yīng)在中斷服務(wù)程序的適當(dāng)位置通過(guò)如下位操作指令將它們撤除。

CLR RI ;撤除接收中斷標(biāo)志

CLR TI ;撤除發(fā)送中斷標(biāo)志說(shuō)明：27若采用字節(jié)操作指令，則指令如下：ANLSCON,#0FCH ;撤除發(fā)送和接收中斷標(biāo)志，其余控制位不變（3）SCON其余各位將在第9章中介紹。單片機(jī)復(fù)位后，TCON和SCON各位均被清0。另外，所有的中斷請(qǐng)求標(biāo)志位均可由軟件置1或清0，獲得的效果與硬件置1或清0相同。285.2MCS-51的中斷控制5.2.1中斷允許控制5.2.2中斷優(yōu)先級(jí)控制5.2.3中斷嵌套295.2.1中斷允許控制

MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)通過(guò)中斷允許控制寄存器IE對(duì)所有中斷以及某個(gè)中斷源進(jìn)行中斷允許控制。IE中設(shè)置有中斷允許總控位和各個(gè)中斷源的分控位，這些位的狀態(tài)可以通過(guò)程序由軟件設(shè)定，只有當(dāng)總控位和分控位都為1時(shí)，相應(yīng)的中斷源才被允許（參見(jiàn)圖5-2）。單片機(jī)開(kāi)機(jī)/復(fù)位時(shí)，IE各位被復(fù)位為0，處于關(guān)閉所有中斷的狀態(tài)。所以需要用到某個(gè)中斷源時(shí)，必須通過(guò)指令使IE開(kāi)放所需中斷，才能使相應(yīng)的中斷請(qǐng)求發(fā)生時(shí)能為CPU所響應(yīng)。

30圖5-6中斷允許控制寄存器IE各位的定義（1）EA：中斷允許總控位。EA=

0時(shí)，關(guān)閉所有中斷源的中斷請(qǐng)求；EA=1時(shí)，開(kāi)放所有中斷源的中斷允許總控，但它們的中斷請(qǐng)求最終能否為CPU響應(yīng)還要取決于IE中相應(yīng)中斷源的中斷允許分控位的狀態(tài)。中斷允許控制寄存器IE各位的定義：31（2）EX0：外部中斷的中斷允許位。EX0=0時(shí)，的中斷請(qǐng)求被關(guān)閉；EX0=1時(shí)，的中斷請(qǐng)求被允許，但CPU最終能否響應(yīng)的中斷請(qǐng)求還要取決于IE中的中斷允許總控位EA的狀態(tài)。（3）EX1：外部中斷的中斷允許位。控制功能與EX0相同。32（4）ET0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷允許位。ET0=0時(shí)，T0的中斷請(qǐng)求被關(guān)閉；ET0=1，且EA=1時(shí)，T0的中斷請(qǐng)求被允許。（5）ET1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷允許位。控制功能與ET0類同。（6）ES：串行口中斷允許位。ES=0時(shí)，串行口的中斷請(qǐng)求被關(guān)閉；ES=1，且EA=1時(shí)，串行口的中斷請(qǐng)求被允許。335.2.2中斷優(yōu)先級(jí)控制

MCS-51單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，由中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP進(jìn)行設(shè)置。IP中的控制位與各中斷源一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)IP中的某一控制位的狀態(tài)設(shè)定為1時(shí)，與之相應(yīng)的中斷源為高優(yōu)先級(jí)中斷；設(shè)定為0時(shí)，相應(yīng)的中斷源為低優(yōu)先級(jí)中斷（參見(jiàn)圖5-2）。單片機(jī)開(kāi)機(jī)/復(fù)位時(shí)，IP各位清0，各中斷源均為低優(yōu)先級(jí)中斷。34圖5-7中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP各位的定義

（1）PX0：外部中斷中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。（2）PT0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。（3）PX1：外部中斷中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。（4）PT1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。（5）PS：串行口中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定位。中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器IP各位的定義：35同級(jí)優(yōu)先排隊(duì)順序由中斷系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行固定的設(shè)置，從高到低依次排列為：外部中斷0（）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（T0）、外部中斷1（）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T1）、串行口RI或TI，如表5-1所示。同級(jí)優(yōu)先順序：中

斷

源同級(jí)優(yōu)先順序外部中斷0（）低高定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷（T0）外部中斷1（）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷（T1）串行口中斷（TI或RI）365.2.3中斷嵌套

MCS-51單片機(jī)對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)的處理按如下3條原則進(jìn)行。（1）CPU同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求。（2）正在執(zhí)行的中斷過(guò)程不能被新的同級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷。（3）正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷。

實(shí)現(xiàn)上述第三條原則的過(guò)程稱為中斷嵌套。37中斷嵌套條件：首先是中斷服務(wù)程序中沒(méi)有關(guān)閉中斷，中斷系統(tǒng)處于開(kāi)中斷狀態(tài)；其次要有中斷優(yōu)先級(jí)更高的中斷請(qǐng)求發(fā)生。只要條件成立，這樣的嵌套可以發(fā)生多次。圖5-8中斷嵌套示意圖

中斷嵌套示意圖與嵌套條件385.3MCS-51的中斷處理5.3.1中斷響應(yīng)條件5.3.2中斷響應(yīng)過(guò)程5.3.3中斷響應(yīng)時(shí)間5.3.4中斷的初始化39（1）中斷系統(tǒng)為開(kāi)中斷狀態(tài)（即中斷允許總控位EA=1，且相應(yīng)中斷源的中斷允許分控位為1）。（2）中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求。（3）沒(méi)有同優(yōu)先級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷正在處理。（4）現(xiàn)行的單條指令已經(jīng)執(zhí)行完畢（保證單條指令在執(zhí)行過(guò)程中不會(huì)被中途打斷）。（5）若CPU正在執(zhí)行的指令是RET、RETI或任何訪問(wèn)特殊功能寄存器IE或IP的指令，則在當(dāng)前指令執(zhí)行完后，還要緊接著再執(zhí)行完下一條指令。5.3.1中斷響應(yīng)條件405.3.2中斷響應(yīng)過(guò)程（1）將與被響應(yīng)中斷源對(duì)應(yīng)的中斷優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器置1，以阻止后來(lái)的同級(jí)或低級(jí)的中斷請(qǐng)求。（2）撤除所響應(yīng)中斷源的中斷標(biāo)志（復(fù)位為0），以防止CPU因中斷標(biāo)志未能得到及時(shí)撤除而重復(fù)響應(yīng)同一中斷請(qǐng)求。

撤除方法是：外部中斷或定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷標(biāo)志由硬件自動(dòng)撤除；串口中斷則需在中斷服務(wù)程序中通過(guò)如下指令撤除。

CLR TI ;撤除發(fā)送中斷

CLR RI ;撤除接收中斷41（3）執(zhí)行一條由中斷系統(tǒng)硬件電路提供的LCALL指令。該指令的轉(zhuǎn)移地址就是被響應(yīng)中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址（見(jiàn)表5-2）。執(zhí)行這條指令時(shí)，先把斷點(diǎn)（發(fā)生中斷的當(dāng)前指令的下一條指令首地址）壓入堆棧，以便中斷返回時(shí)使用；然后將相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址送入PC，于是CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。42表5-2 MCS-51單片機(jī)的中斷服務(wù)程序入口地址中斷服務(wù)程序入口地址中

斷

源入

口

地

址外部中斷0（）0003H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷（T0）000BH外部中斷0（）0013H定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷（T1）001BH串行口中斷（TI或RI）0023H43（4）執(zhí)行到中斷服務(wù)程序的最后一條指令——中斷返回指令RETI時(shí)，首先將響應(yīng)中斷時(shí)壓入堆棧保存的斷點(diǎn)地址從堆棧彈出到PC，使CPU從原來(lái)中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行程序；然后將與已響應(yīng)中斷源對(duì)應(yīng)的中斷優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清0，通知中斷系統(tǒng)，該中斷服務(wù)程序已執(zhí)行完畢，在沒(méi)有更高級(jí)別的中斷請(qǐng)求發(fā)生時(shí)，允許CPU響應(yīng)同優(yōu)先級(jí)別或低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求。44（1）不能用RET指令代替RETI指令。因?yàn)镽ET指令雖然也能控制PC返回原來(lái)中斷的地方，但RET指令沒(méi)有對(duì)中斷優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行清零的功能，中斷控制系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為所響應(yīng)的中斷仍在進(jìn)行，其后果是使與此中斷同級(jí)的中斷請(qǐng)求將不被響應(yīng)。所以中斷服務(wù)程序結(jié)束時(shí)必須使用RETI指令實(shí)現(xiàn)中斷返回。（2）若用戶在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行了入棧操作，則在

RETI指令執(zhí)行前，應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的出棧操作，使棧頂指針SP與保護(hù)斷點(diǎn)后的值相同，即在中斷服務(wù)程序中，PUSH指令與POP指令必須成對(duì)使用，否則不能正確返回?cái)帱c(diǎn)。編寫(xiě)中斷服務(wù)程序注意事項(xiàng)45（3）從表5-2中可以看出，MCS-51單片機(jī)的兩個(gè)相鄰中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址相距只有8個(gè)單元的空間，一般情況下，8個(gè)地址單元是不足以容納一個(gè)中斷服務(wù)程序的。因此，除非中斷服務(wù)程序特別簡(jiǎn)單，可以直接安排在這幾個(gè)單元中，否則，通常是在相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址單元放置一條無(wú)條件長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令LJMP，用以轉(zhuǎn)移到另外安排的中斷服務(wù)程序入口，這樣可以將中斷服務(wù)程序靈活地安排在64KB程序存儲(chǔ)器的任何地方。當(dāng)然，若在2KB范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，則可用AJMP指令。46

……

3 ORG0003H4 LJMPBREAK0 ;轉(zhuǎn)中斷5 ORG000BH6 LJMPCLOCK ;轉(zhuǎn)定時(shí)器T0中斷7 ORG0013H8 LJMPBREAK1 ;轉(zhuǎn)中斷

……24BREAK0：CLREX0 ;關(guān)閉中斷

……35 SETBEX0 ;開(kāi)放中斷36 RETI ;中斷返回

……【項(xiàng)目應(yīng)用】以下是應(yīng)用項(xiàng)目中的中斷服務(wù)程序入口地址所使用的無(wú)條件長(zhǎng)轉(zhuǎn)移指令。

4737BREAKl：CLREXl ;關(guān)閉中斷

……

48 SETBEXl ;開(kāi)放

中斷49 RETI ;中斷返回

……85CLOCK：PUSHPSW ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)86 PUSHACC

……108DONE1：POPACC ;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)109 POPPSW110 RETI ;中斷返回48

進(jìn)入和中斷服務(wù)程序時(shí)，首先使用CLREX0和CLREX1指令，暫時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的中斷，在中斷返回前，再使用SETBEX0和SETBEX1指令開(kāi)放相應(yīng)的中斷，其目的是為了保證每按下一次時(shí)間調(diào)校按鈕時(shí)，只響應(yīng)一次中斷。

進(jìn)入T0中斷服務(wù)程序時(shí)，首先使用指令保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，在中斷服務(wù)之后、中斷返回前，再恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，以防止中斷返回后丟失原寄存器的內(nèi)容。

說(shuō)明：495.3.3中斷響應(yīng)時(shí)間中斷響應(yīng)時(shí)間指的是從中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求，到CPU響應(yīng)中斷需要經(jīng)歷的時(shí)間。在單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，為了滿足控制速度的要求，需要明確知道CPU響應(yīng)中斷所需的時(shí)間。50下面通過(guò)MCS-51單片機(jī)的中斷響應(yīng)時(shí)序（如圖5-9所示），對(duì)中斷響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行分析。圖5-9中斷響應(yīng)時(shí)序

中斷響應(yīng)時(shí)序51假定某中斷在圖5-9中M1周期的S5P2前生效，在S5P2期間，其中斷請(qǐng)求被CPU查詢到，并將相應(yīng)的標(biāo)志位置1。若下一個(gè)機(jī)器周期M2恰好是當(dāng)前指令的最后一個(gè)機(jī)器周期，且該指令不是RET、RETI或訪問(wèn)IE、IP的指令，CPU便可以在后面的兩個(gè)機(jī)器周期M3和M4里執(zhí)行硬件LCALL指令，在M5周期將轉(zhuǎn)入相應(yīng)中斷入口地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序。可見(jiàn)，MCS-51的中斷響應(yīng)時(shí)間（從中斷標(biāo)志位置1到進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序）至少需要3個(gè)完整的機(jī)器周期。中斷響應(yīng)時(shí)間分析52若發(fā)生如下情況，就要增加中斷響應(yīng)等待時(shí)間。（1）若標(biāo)志查詢周期不是正在執(zhí)行指令的最后機(jī)器周期，需增加1～3個(gè)機(jī)器周期，因?yàn)镸CS-51指令系統(tǒng)中，執(zhí)行時(shí)間最長(zhǎng)的乘法、除法指令MUL和DIV也只需要4個(gè)機(jī)器周期。（2）若標(biāo)志查詢周期恰逢CPU執(zhí)行RET、RETI或訪問(wèn)IE、IP指令，而這類指令之后又緊跟著MUL或DIV指令，則需多用1個(gè)機(jī)器周期完成正在執(zhí)行的指令，再加上執(zhí)行MUL或DIV指令需用4個(gè)機(jī)器周期。所以這種情況下，需要附加的等待時(shí)間不會(huì)超過(guò)5個(gè)機(jī)器周期。中斷響應(yīng)時(shí)間分析53由此可見(jiàn)：對(duì)于沒(méi)有嵌套的單級(jí)中斷，響應(yīng)時(shí)間為3～8個(gè)機(jī)器周期。若CPU正在響應(yīng)同級(jí)或高級(jí)中斷，則所需要的附加等待時(shí)間取決于正在執(zhí)行的中斷服務(wù)程序的長(zhǎng)短，中斷響應(yīng)時(shí)間不確定。中斷響應(yīng)時(shí)間分析545.3.4中斷的初始化中斷系統(tǒng)的初始化指的是用戶根據(jù)各中斷源的具體要求，對(duì)與中斷控制有關(guān)的特殊功能寄存器中的各控制位進(jìn)行賦值，其基本步驟如下。（1）開(kāi)放相應(yīng)中斷源的中斷。（2）設(shè)定所用中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)。（3）若為外部中斷，則應(yīng)規(guī)定其為低電平還是負(fù)邊沿的中斷觸發(fā)方式。55

……

10 MAIN：……

……20 MOV IE，#87H ；允許中斷

……【項(xiàng)目應(yīng)用】在應(yīng)用項(xiàng)目中用到的3個(gè)中斷源，分別是外部中斷、和定時(shí)器T0中斷。以下是應(yīng)用項(xiàng)目中的中斷初始化程序。56執(zhí)行MOVIE，#87H指令后，（IE）=10000111B，即EA=1、EX1=1、ET0=1、EX0=1，令中斷系統(tǒng)開(kāi)放總中斷以及開(kāi)放外部中斷1、外部中斷0和定時(shí)器T0溢出中斷。程序中沒(méi)有對(duì)IT0、IT1和IP中的各位進(jìn)行置位，所以外部中斷的觸發(fā)方式選擇為電平觸發(fā)方式；中斷優(yōu)先級(jí)全部為低優(yōu)先級(jí)。當(dāng)然，也可以使用位操作指令實(shí)現(xiàn)上述功能，將程序改為： ……

SETB EA ；開(kāi)放總中斷

SETB EX1 ；開(kāi)放外部中斷1

SETB ET0 ；開(kāi)放定時(shí)器T0中斷

SETB EX0 ；開(kāi)放外部中斷0 ……說(shuō)明：575.4MCS-51外部中斷源的擴(kuò)展當(dāng)實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)需要用到兩個(gè)以上的外部中斷源時(shí)，就需要對(duì)單片機(jī)的外部中斷源進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展的方法通常有以下3種。（1）借用定時(shí)器溢出中斷擴(kuò)展外部中斷源。（2）采用查詢法擴(kuò)展外部中斷源。（3）采用外接可編程中斷擴(kuò)展芯片（如8259中斷控制器）擴(kuò)展外部中斷源。第一種方法將在第6章中加以介紹。第三種方法限于篇幅不作介紹，讀者可參考有關(guān)書(shū)籍。下面僅對(duì)采用查詢法擴(kuò)展外部中斷源通過(guò)舉例子進(jìn)行說(shuō)明。58假設(shè)某個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)共有5個(gè)外部中斷源，中斷優(yōu)先級(jí)由高到低的排隊(duì)順序?yàn)椋篒RQ0、IRQ1、IRQ2、IRQ3、IRQ4。試設(shè)計(jì)它們與8051單片機(jī)進(jìn)行連接的硬件電路與相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。

【例5-1】59（1）硬件電路設(shè)計(jì)采用查詢法擴(kuò)展外部中斷源的一種硬件電路如圖5-10所示。圖5-10采用查詢法擴(kuò)展外部

中斷源的硬件電路解：

60在圖5-10中，根據(jù)題目要求的中斷優(yōu)先級(jí)，將最高優(yōu)先級(jí)的中斷源IRQ0直接經(jīng)非門(mén)接到輸入端，其余的IRQ1～I(xiàn)RQ4經(jīng)由集電極開(kāi)路的非門(mén)所構(gòu)成的或非電路接到端并分別與P1.0～P1.3相連。當(dāng)IRQ1～I(xiàn)RQ4中有一個(gè)或多個(gè)輸入中斷信號(hào)（高電平）時(shí)，都會(huì)通過(guò)引腳向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。在的中斷服務(wù)程序中依次查詢P1.0～P1.3，就可以確定究竟是哪個(gè)中斷源提出中斷請(qǐng)求，從而轉(zhuǎn)向與之相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。只要在編程時(shí)保證、具有相同的優(yōu)先級(jí)，就能使連接在的IRQ0中斷優(yōu)先級(jí)高于連接在上的IRQ1～I(xiàn)RQ4，而IRQ1～I(xiàn)RQ4則由對(duì)P1.0～P1.3的查詢順序決定它們的中斷優(yōu)先級(jí)是從高到低排隊(duì)。61值得注意的是，由于IRQ1～I(xiàn)RQ4被接到P1.0～P1.3引腳，且查詢時(shí)需要讀P1.0～P1.3