51單片機的中斷系統(tǒng)

1、51單片機的中斷系統(tǒng) 中斷系統(tǒng)：8031單片機的中斷系統(tǒng)簡單實用，其基本特點是：有5個固定的可屏蔽中斷源，3個在片內(nèi)，2個在片外，它們在程序存儲器中各有固定的中斷入口地址，由此進入中斷服務程序；5個中斷源有兩級中斷優(yōu)先級，可形成中斷嵌套；2個特殊功能寄存器用于中斷控制和條件設(shè)置的 編程。中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：5個中斷源的符號、名稱及產(chǎn)生的條件如下。INT0：外部中斷0，由P32端口線引入，低電平或下跳沿引起。INT1：外部中斷1，由P33端口線引入，低電平或下跳沿引起。T0：定時器計數(shù)器0中斷，由T0計滿回零引起。T1：定時器計數(shù)器l中斷，由T1計滿回零引起。TIRI：串行IO中斷，串行端口完成一幀

2、字符發(fā)送接收后引起。整個中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖見下圖一所示。由圖一可見，外部中斷有下跳沿引起和低電平引起的選擇；串行中斷有發(fā)送(TI)相接收(R1)的區(qū)別；各個中斷源打開與否，受中斷自身的允許位和全局允許位的控制，并具有高優(yōu)先級和低優(yōu)先級的選擇。中斷系統(tǒng)的控制寄存器：中斷系統(tǒng)有兩個控制寄存器IE和IP，它們分別用來設(shè)定各個中斷源的打開關(guān)閉和中斷優(yōu)先級。此外，在TCON中另有4位用于選擇引起外部中斷的條件并作為標志位。1中斷允許寄存器-IEIE在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為A8H，位地址(由低位到高位)分別是A8H-AFH。IE用來打開或關(guān)斷各中斷源的中斷請求，基本格式如下圖二所示：EA：全局中斷允

3、許位。EA0，關(guān)閉全部中斷；EA1，打開全局中斷控制，在此條件下，由各個中斷控制位確定相應中斷的打開或關(guān)閉。×：無效位。ES：串行IO中斷允許位。ES1，打開串行IO中斷；ES0，關(guān)閉串行IO中斷。ETl；定時器計數(shù)器1中斷允許位。ETl1，打開T1中斷；ETlO，關(guān)閉T1中斷。EXl：外部中斷l(xiāng)中斷允許位。EXl1，打開INT1；EXl0，關(guān)閉INT1。ET0：定時器計數(shù)器0中斷允許位。ET01，打開T0中斷；ET00，關(guān)閉TO中斷。EXO：外部中斷0中斷允許位。Ex01，打開INT0;EX0=0,關(guān)閉INT0.中斷優(yōu)先寄存器-IP：IP在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為B8H，位地址

4、(由低位到高位)分別是B8H一BFH,IP用來設(shè)定各個中斷源屬于兩級中斷中的哪一級，IP的基本格式如下圖三所示：×：無效位。PS：串行IO中斷優(yōu)先級控制位。PS1，高優(yōu)先級；PS0，低優(yōu)先級。PTl：定時器計數(shù)器1中斷優(yōu)先級控制位。PTl1，高優(yōu)先級；PTl0，低優(yōu)先級。Pxl：外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位。Pxl1，高優(yōu)先級；PXlO，低優(yōu)先級。PT0：定時器計數(shù)器o中斷優(yōu)先級控制位。PT01，高優(yōu)先級；PTO0，低優(yōu)先級。Px0：外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位。Px01，高優(yōu)先級；Px00，傷優(yōu)先級。在MCS-51單片機系列中，高級中斷能夠打斷低級中斷以形成中斷嵌套；同級中斷之間，或低

5、級對高級中斷則不能形成中斷嵌套。若幾個同級中斷同時向CPU請求中斷響應，則CPU按如下順序確定響應的先后順序：INT0一T0-INT1一T1一RIT1.中斷的響應過程若某個中斷源通過編程設(shè)置，處于被打開的狀態(tài)，并滿足中斷響應的條件，而且當前正在執(zhí)行的那條指令已被執(zhí)行完1、當前末響應同級或高級中斷2、不是在操作IE，IP中斷控制寄存器或執(zhí)行REH指令則單片機響應此中斷。在正常的情況下，從中斷請求信號有效開始，到中斷得到響應，通常需要3個機器周期到8個機器周期。中斷得到響應后，自動清除中斷請求標志(對串行IO端口的中斷標志，要用軟件清除)，將斷點即程序計數(shù)器之值(PC)壓入堆棧(以備恢復用)；然后

6、把相應的中斷入口地址裝入PC，使程序轉(zhuǎn)入到相應的中斷服務程序中去執(zhí)行。各個中斷源在程序存儲器中的中斷入口地址如下：中斷源 入口地址INT0(外部中斷0) 0003HTF0(TO中斷) 000BHINT1(外部中斷1) 0013HTFl(T1中斷) 001BHRITI(串行口中斷) 0023H由于各個中斷入口地址相隔甚近，不便于存放各個較長的中斷服務程序，故通常在中斷入口地址開始的二三個單元中，安排一條轉(zhuǎn)移類指令，以轉(zhuǎn)入到安排在那兒的中斷服務程序。以T1中斷為例，其過程下如圖四所示。由于5個中斷源各有其中斷請求標志0，TF0，IEl，TFl以及RITI，在中斷源滿足中斷請求的條件下，各標志自動置

7、1，以向CPU請求中斷。如果某一中斷源提出中斷請求后，CPU不能立即響應，只要該中斷請求標志不被軟件人為清除，中斷請求的狀態(tài)就將一直保持,直到CPU響應了中斷為止,對串行口中斷而言，這一過程與其它4個中斷的不同之處在于；即使CPU響應了中斷，其中斷標志RITI也不會自動清零，必須在中斷服務程序中設(shè)置清除RITI的指令后，才會再一次地提出中斷請求。CPU的現(xiàn)場保護和恢復必須由被響應的相應中斷服務程序去完成，當執(zhí)行RETI中斷返回指令后，斷點值自動從棧頂2字節(jié)彈出，并裝入PC寄存器，使CPU繼續(xù)執(zhí)行被打斷了的程序。下面給出一個應用定時器中斷的實例?，F(xiàn)要求編制一段程序，使P10端口線上輸出周期為2m

8、s的方波脈沖。設(shè)單片機晶振頻率Fosc6MHZ1、方法：利用定時器T0作1ms定時，達到定時值后引起中斷，在中斷服務程序中，使P10的狀態(tài)取一次反，并再次定時1ms。2、定時初值：機器周期MC12/fosc2us。所以定時lms所需的機器周期個數(shù)為500D，亦即0lF4H。設(shè)T0為工作方式1(16位方式)，則定時初值是(01F4H)求補FEOCHSTART：MOV TMOD，#01H；T0為定時器狀態(tài)，工作方式1MOV TL0，#0CH；T0的低位定時初值MOV TH0，#0FEH；T0的高位定時初值MOV TCON，#10H；打開T0SETB ET0；1ET0，即允許T0中斷SETB EA；

9、1EA，即充許全局中斷AJMP $；動態(tài)暫存000BH：AJMP IST0；轉(zhuǎn)入T0中斷服務程序入口地址IST0IST0：MOV TL0，#0CH；重置定時器初值MOV TH0，#0FEH；重置定時器初值CPL P1.0；P1.0取反RET1；中斷返回串行端口的控制寄存器：串行端口共有2個控制寄存器SCON和PCON，用以設(shè)置串行端口的工作方式、接收發(fā)送的運行狀態(tài)、接收發(fā)送數(shù)據(jù)的特征、波特率的大小，以及作為運行的中斷標志等。串行口控制寄存器SCONSCON的字節(jié)地址是98H，位地址(由低位到高位)分別是98H一9FH。SCON的格式如圖五所示。SMo，SMl：串行口工作方式控制位。00-方式0

10、；01-方式1；10-方式2；11-方式3。SM2：僅用于方式2和方式3的多機通訊控制位發(fā)送機SM21(要求程控設(shè)置)。當為方式2或方式3時：接收機 SM21時，若RB81，可引起串行接收中斷；若RB80，不引起串行接收中斷。SM20時，若RB81，可引起串行接收中斷；若RB80，亦可引起串行接收中斷。REN:串行接收允許位。0-禁止接收；1-允許接收。TB8:在方式2，3中，TB8是發(fā)送機要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。RB8:在方式2，3中，RB8是接收機接收到的第9位數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)正好來自發(fā)送機的TB8。TI:發(fā)送中斷標志位。發(fā)送前必須用軟件清零，發(fā)送過程中TI保持零電平，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，由硬件自動

11、置1。如要再發(fā)送，必須用軟件再清零。RI:接收中斷標志位。接收前，必須用軟件清零，接收過程中RI保持零電平，接收完一幀數(shù)據(jù)后，由片內(nèi)硬件自動置1。如要再接收，必須用軟件再清零。電源控制寄存器PCONPCON的字節(jié)地址為87H，無位地址，PCON的格式如圖六所示。需指出的是，對80C31單片機而言，PCON還有幾位有效控制位。SMOD：波特率加倍位。在計算串行方式1，2，3的波特率時；0-不加倍；1-加倍。串行中斷的應用特點：8031單片機的串行IO端口是一個中斷源，有兩個中斷標志RI和TI，RI用于接收，TI用于發(fā)送。串行端口無論在何種工作方式下，發(fā)送接收前都必須對TIRI清零。當一幀數(shù)據(jù)發(fā)送

12、接收完后，TI/RI自動置1，如要再發(fā)送接收，必須先用軟件將其清除。在串行中斷被打開的條件下，對方式0和方式1來說，一幀數(shù)據(jù)發(fā)送接收完后，除置位TIRI外，還會引起串行中斷請求，并執(zhí)行串行中側(cè)目務程序。但對方式2和方式3的接收機而言，還要視SM2和RB8的狀態(tài)，才可確定RI是否被置位以及串行中斷的開放：SM2 RB8 接收機中斷標志與中斷狀態(tài)0 1 激活RI，引起中斷1 0 不激活RI，不引起中斷1 1 激活RI，引起中斷單片機正是利用方式2，3的這一特點，實現(xiàn)多機間的通信。串行端口的常用應用方法見相關(guān)章節(jié)。波特率的確定：對方式0來說，波特率已固定成fosc12，隨著外部晶振的頻率不同，波特率

13、亦不相同。常用的fosc有12MHz和6MHz，所以波特率相應為1000×103和500×103位s。在此方式下，數(shù)據(jù)將自動地按固定的波特率發(fā)送接收，完全不用設(shè)置。對方式2而言，波特率的計算式為2SMOD·fosc64。當SMOD0時，波特率為fm64；當SMOD1時，波特率為fosc32。在此方式下，程控設(shè)置SMOD位的狀態(tài)后，波特率就確定了，不需要再作其它設(shè)置。對方式1和方式3來說，波特率的計算式為2SMOD32×T1溢出率，根據(jù)SMOD狀態(tài)位的不同，波特率有Tl32溢出率和T116溢出率兩種。由于T1溢出率的設(shè)置是方便的，因而波特率的選擇將十分靈活。前已敘及，定時器Tl有4種工作方式，為了得到其溢出率，而又不必進入中斷服務程序，往往使T1設(shè)置在工作方式2的運行狀態(tài)，也就是8位自動加入時間常數(shù)的方式。由于在這種方式下，T1的溢出率(次秒)計算式可表達成：下面一段主程序和中斷服務程序，是利用串行方式l從數(shù)據(jù)00H開始連續(xù)不斷增大地串行發(fā)送一片數(shù)據(jù)的程序例。設(shè)單片機晶振的頻率為6MHZ，波特率為1200位秒。ORG 2000H;1200位/秒的定時器初值MOV TL1,#0F3HMOV TH1,#0F3H;使