教學(xué)目標(biāo)

通過本章教學(xué)，要求達到以下目標(biāo)：1．熟記AT89C515個中斷源及其中斷入口地址。2．熟悉TCON、SCON、IE、IP的結(jié)構(gòu)、控制作用和設(shè)置方法。3．理解AT89C51中斷響應(yīng)過程。4．了解中斷響應(yīng)等待時間。5．理解中斷請求撤除情況和應(yīng)對措施。6．熟悉中斷優(yōu)先控制的方法。7．掌握中斷應(yīng)用程序的編制方法。5.1中斷概述

1.中斷概念

CPU暫時中止其正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行請求中斷的那個外設(shè)或事件的服務(wù)程序，等處理完畢后再返回執(zhí)行原來中止的程序，這一過程叫做中斷。

中斷概念類比

看電視中斷處理中斷請求實際生活中斷返回電話鈴響接聽電話看電視主程序計算機事件發(fā)生事件處理主程序圖5.1中斷概念示意圖圖5.2中斷過程示意圖2．為什么要設(shè)中斷

中斷解決了快速主機與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送，還具有如下優(yōu)點：

（1）分時操作。CPU可以分時為多個I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計算機的利用率；

（2）實時響應(yīng)。CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強；

（3）可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。

3．中斷源及其優(yōu)先級

中斷源是指能發(fā)出中斷請求，引起中斷的裝置或事件。一個單片機系統(tǒng)通常有多個中斷源，而單片機CPU在某一時刻只能響應(yīng)一個中斷源的中斷請求，當(dāng)多個中斷源同時向CPU發(fā)出中斷請求時，則必須按照“優(yōu)先級別”進行排隊，CPU首先選定其中中斷級別最高的中斷源為其服務(wù)，然后按由高到低的排隊順序逐一服務(wù)，完畢后返回斷點地址，繼續(xù)執(zhí)行主程序。這就是“中斷優(yōu)先級”的概念。

4.中斷源的管理

單片機系統(tǒng)中有一個專門用來管理中斷源的機構(gòu)，它就是中斷控制寄存器，我們可以通過對其編程來設(shè)置中斷源的優(yōu)先級別以及是否允許某個中斷源的中斷請求等。5.2AT89C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

5.2.1中斷源及中斷系統(tǒng)構(gòu)成

1.中斷源：

(1)INT0：外部中斷0；

(2)INT1：外部中斷1；

(3)T0：定時/計數(shù)器0溢出中斷；

(4)T1：定時/計數(shù)器1溢出中斷；

(5)串行中斷（包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI）。5.2.1中斷源及中斷系統(tǒng)構(gòu)成IE0EX0TF0IE1TF1TIESET1EX1ET0RIIP硬件查詢高級中斷請求低級中斷請求中斷入口地址中斷源INT0INT1中斷入口地址中斷源10IEPX0PSPT1PX1PT0111111111100000EA1≥1SCON11T0T1RXTXIT0IT100TCON圖5.3AT89C51中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

5.2.2中斷標(biāo)志與中斷控制

1．中斷標(biāo)志

(1)定時器控制寄存器TCONTCON為8位特殊功能寄存器，其結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址及其功能如表5.1所示。

表5.1TCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能

位編碼位名稱TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0位地址8FH

8EH

8DH

8CH

8BH

8AH

89H

88H功能

T1中斷標(biāo)志位T1啟停控制位T0中斷標(biāo)志位TCON.0/INT1中斷標(biāo)志位/INT0中斷標(biāo)志位/INT1觸發(fā)方式位/INT0觸發(fā)方式位T0啟停控制位TCON.1TCON.2TCON.3TCON.4TCON.5TCON.6TCON.7表5.1TCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能

位編碼位名稱TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0位地址8FH

8EH

8DH

8CH

8BH

8AH

89H

88H狀態(tài)

TCON.0TCON.1TCON.2TCON.3TCON.4TCON.5TCON.6TCON.7外部中斷0采用電平觸發(fā)0外部中斷0采用邊沿觸發(fā)111外部中斷1

采用邊沿觸發(fā)0外部中斷1

采用電平觸發(fā)

0000單片機復(fù)位時或無中斷請求發(fā)生時，這些位均為0外部中斷1發(fā)出中斷請求時外部中斷0發(fā)出中斷請求時111T0發(fā)出中斷請求時T1發(fā)出中斷請求時單片機復(fù)位或T0停止計數(shù)啟動T0開始計數(shù)單片機復(fù)位或T1停止計數(shù)啟動T1開始計數(shù)0011（2）SCON的中斷標(biāo)志

串行控制寄存器SCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址及其功能如表5.2所示。其中只有TI和RI兩位用來表示串行口中斷標(biāo)志位。表5.2SCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能

位編碼位名稱SM0

SM1

SM2

REN

TB8

RB8

TI

RI位地址9FH

9EH

9DH

9CH

9BH

9AH

99H

98H功能

SCON.0串行發(fā)送中斷標(biāo)志位串行接收中斷標(biāo)志位SCON.1SCON.2SCON.3SCON.4SCON.5SCON.6SCON.7

1)TI：為串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位，位地址為99H。在串行口發(fā)送完一組數(shù)據(jù)時，TI由硬件自動置位(TI=1)，請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷進入中斷服務(wù)程序后，TI狀態(tài)不能被硬件自動清除，而必須在中斷程序中由軟件來清除。

2)RI：為串行口接收中斷標(biāo)志位，位地址為98H。在串行口接收完一組串行數(shù)據(jù)時，RI由硬件自動置位(RI=1)，請求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷進入中斷服務(wù)程序后，也必須由軟件來清除RI標(biāo)志。

1)中斷允許控制寄存器IE

2.中斷控制

AT89C51設(shè)有專門的開中斷和關(guān)中斷指令，中斷的開放和關(guān)閉是通過中斷允許寄存器IE各位的狀態(tài)進行兩級控制的。所謂兩級控制是指所有中斷允許的總控制位和各中斷源允許的單獨控制位，每位狀態(tài)靠軟件來設(shè)定。中斷允許控制寄存器IE各位的定義及其功能等如表5.3所示。表5.3IE的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能

位編碼IE.7IE.6IE.5IE.4IE.3IE.2IE.1IE.0位名稱

EA

—

ET2

ES

ET1

EX1ET0

EX0位地址

AFH

—

ADH

ACH

ABH

AAH

A9H

A8H功能

中斷總允許控制位定時器T1的溢出中斷允許控制位

外部中斷1的中斷允許控制位定時器T0的溢出中斷允許控制位外部中斷0的中斷允許控制位串行口中斷允許控制位定時器T2的溢出中斷允許控制位表5.3IE的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能

位編碼IE.7IE.6IE.5IE.4IE.3IE.2IE.1IE.0位名稱

EA

—

ET2

ES

ET1

EX1ET0

EX0位地址

AFH

—

ADH

ACH

ABH

AAH

A9H

A8H功能

禁止所有中斷開通外部中斷/INT0禁止其他中斷00

00000開通總中斷1所有中斷仍被禁止0

00001010010開通T0和串行口中斷禁止其他中斷

111111開通所有中斷

(1)EA(IE.7)：總允許控制位，位地址為AFH。EA狀態(tài)可由軟件設(shè)定，若EA=0，禁止AT89C51所有中斷源的中斷請求；若EA=1，則總控制被開放，但每個中斷源是允許還是被禁止CPU響應(yīng)，還受控于中斷源的各自中斷允許控制位的狀態(tài)。

(2)ET2(IE.5)：定時器T2溢出中斷允許控制位，位地址是ADH。

(3)ES(IE.4)：串行口中斷允許控制位，位地址是ACH。

(4)ET1(IE.3)：定時器T1的溢出中斷允許控制位，位地址為ABH。

(5)EX1(IE.2)：外部中斷的中斷請求允許控制位，位地址是AAH。

(6)ET0(IE.1)：定時器T0的溢出中斷允許控制位，位地址是A9H。

(7)?EX0(IE.0)：外部中斷的中斷請求允許控制位，位地址是A8H。

2）中斷優(yōu)先級控制寄存器IP

AT89C51的中斷源優(yōu)先級是由中斷優(yōu)先寄存器IP來進行控制的。其5個中斷源劃分為兩個中斷優(yōu)先級：高優(yōu)先級和低優(yōu)先級。每一個中斷源都可以通過IP寄存器中的相應(yīng)位設(shè)置成高(優(yōu)先)級中斷或低(優(yōu)先)級中斷。相應(yīng)位置“1”，定義為高級中斷，相應(yīng)位清“0”，定義為低級中斷，因此，CPU對所有中斷請求只能實現(xiàn)兩級中斷嵌套。IP寄存器的結(jié)構(gòu)、位名稱和位地址如表5.4所示。表5.4IP的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能

位編碼IP.7IP.6IP.5IP.4IP.3IP.2IP.1IP.0位名稱—

—

PT2

PS

PT1

PX1PT0

PX0位地址—

—

BDH

BCH

BBH

BAH

B9H

B8H功能保留位保留位

定時器T2中斷優(yōu)先級控制位串行口中斷優(yōu)先級控制位定時器T1中斷優(yōu)先級控制位定時器T0中斷優(yōu)先級控制位/INT0中斷優(yōu)先級控制位/INT1中斷優(yōu)先級控制位

111111高級中斷（同為1時亦稱其為同級中斷）低級中斷（同為0時亦稱其為同級中斷）000000

如果同樣優(yōu)先級的請求同時接收到，則內(nèi)部對中斷源的查詢次序決定先接受哪一個請求，表5.5列