單片機(jī)chapter5

1、機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-11第五章第五章 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 本章包括以下內(nèi)容 微機(jī)的輸入/輸出方式 中斷的概念 89C51中斷系統(tǒng) 中斷處理過(guò)程 中斷程序舉例機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-125.1 微機(jī)的輸入微機(jī)的輸入/輸出方式輸出方式 CPU與外部設(shè)備交換信息的方式與外部設(shè)備交換信息的方式 無(wú)條件傳送方式無(wú)條件傳送方式：一方對(duì)另一方來(lái)說(shuō)總是準(zhǔn)備好的，只需在程序中加入訪問(wèn)外設(shè)的指令。 查詢傳送方式查詢傳送方式：傳送前一方先查詢另一方的狀態(tài)，若已經(jīng)準(zhǔn)備好就傳送，否則就繼續(xù)查詢/等待。

2、直接存儲(chǔ)器存取方式（直接存儲(chǔ)器存取方式（Direct Memory Access) 外設(shè)與存儲(chǔ)器之間直接（不經(jīng)過(guò)CPU）傳送數(shù)據(jù)。 下面兩種情況可以采用DMA方式： 外設(shè)與Memory有大量的數(shù)據(jù)傳送。 外設(shè)的工作速度很快。 中斷傳送方式：中斷傳送方式：一方通過(guò)申請(qǐng)中斷的方式與另一方進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-135.2 中斷的概念中斷的概念 中斷中斷：指計(jì)算機(jī)暫時(shí)停止原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備（執(zhí)行指計(jì)算機(jī)暫時(shí)停止原程序執(zhí)行轉(zhuǎn)而為外部設(shè)備（執(zhí)行中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完成后自動(dòng)返回原程序執(zhí)行的過(guò)中斷服務(wù)程序），并在服務(wù)完成后自

3、動(dòng)返回原程序執(zhí)行的過(guò)程。程。 （數(shù)據(jù)傳送的雙方平時(shí)各自做自己的工作，一旦（數(shù)據(jù)傳送的雙方平時(shí)各自做自己的工作，一旦甲方甲方要求與要求與乙方乙方進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，就主動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，就主動(dòng)發(fā)出信號(hào)發(fā)出信號(hào)提出申請(qǐng)，提出申請(qǐng)，乙方乙方接到申接到申請(qǐng)后若請(qǐng)后若同意同意傳送，傳送，安排好當(dāng)前的工作安排好當(dāng)前的工作，再，再響應(yīng)響應(yīng)與甲方發(fā)生數(shù)與甲方發(fā)生數(shù)據(jù)傳送。據(jù)傳送。完事后，回去繼續(xù)完事后，回去繼續(xù)做打斷前的工作）。做打斷前的工作）。 作用：作用：1、消除、消除CPU在查詢方式中的等待時(shí)間，提高在查詢方式中的等待時(shí)間，提高CPU工工作效率。作效率。2、用于實(shí)時(shí)控制、用于實(shí)時(shí)控制。 中斷與子程序的最主要區(qū)別

4、：中斷與子程序的最主要區(qū)別：子程序是預(yù)先安排好的，中斷子程序是預(yù)先安排好的，中斷是隨機(jī)發(fā)生的。是隨機(jī)發(fā)生的。 機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-14中斷涉及的幾個(gè)環(huán)節(jié)中斷涉及的幾個(gè)環(huán)節(jié)中斷源中斷源 中斷申請(qǐng)中斷申請(qǐng)開(kāi)放中斷開(kāi)放中斷保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)中斷服務(wù)中斷服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)中斷返回中斷返回（前面提到的甲方）（前面提到的甲方）（甲方發(fā)出信號(hào)提出申請(qǐng)）（甲方發(fā)出信號(hào)提出申請(qǐng)）（乙方同意傳送）（乙方同意傳送）（安排好當(dāng)前的工作）（安排好當(dāng)前的工作）（響應(yīng)乙方的要求）（響應(yīng)乙方的要求）（完事后，回去（完事后，回去）（繼續(xù)做打斷前的工作）（繼續(xù)做打斷前

5、的工作）機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-15 可屏蔽中斷可屏蔽中斷是指是指CPU可以通過(guò)指令來(lái)允許或屏蔽中斷的請(qǐng)求。可以通過(guò)指令來(lái)允許或屏蔽中斷的請(qǐng)求。 非屏蔽中斷非屏蔽中斷是指是指CPU對(duì)中斷請(qǐng)求是不可屏蔽的，一旦出現(xiàn)，對(duì)中斷請(qǐng)求是不可屏蔽的，一旦出現(xiàn)，CPU必須響應(yīng)。必須響應(yīng)。 軟件中斷軟件中斷則是指通過(guò)相應(yīng)的中斷指令使則是指通過(guò)相應(yīng)的中斷指令使CPU響應(yīng)中斷。響應(yīng)中斷。中斷源是指引起中斷的設(shè)備或事件，或發(fā)出中斷請(qǐng)求的源頭。中斷源是指引起中斷的設(shè)備或事件，或發(fā)出中斷請(qǐng)求的源頭。 機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接

6、口技術(shù)2022-2-16給每個(gè)中斷源指定中斷響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)別，給每個(gè)中斷源指定中斷響應(yīng)的優(yōu)先級(jí)別， CPU按中斷源的優(yōu)按中斷源的優(yōu)先級(jí)高低順序響應(yīng)各中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求。先級(jí)高低順序響應(yīng)各中斷源發(fā)出的中斷請(qǐng)求。低級(jí)中斷請(qǐng)求低級(jí)中斷請(qǐng)求RETI主程序主程序高級(jí)中斷服務(wù)子程序高級(jí)中斷服務(wù)子程序返主程序返主程序高級(jí)中斷請(qǐng)求高級(jí)中斷請(qǐng)求返低級(jí)中斷返低級(jí)中斷RETI低級(jí)中斷服務(wù)子程序低級(jí)中斷服務(wù)子程序低級(jí)中斷服務(wù)子程序低級(jí)中斷服務(wù)子程序機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-175.3 89C51中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片

7、機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-185.3.1 89C51中斷源中斷源 1、外部中斷請(qǐng)求、外部中斷請(qǐng)求INT0，INT1 低電平有效，通過(guò)低電平有效，通過(guò)P3.2,P3.3引腳輸入。引腳輸入。 有兩種觸發(fā)方式有兩種觸發(fā)方式 電平觸發(fā)：出現(xiàn)低電平時(shí)向電平觸發(fā)：出現(xiàn)低電平時(shí)向CPU申請(qǐng)中斷。申請(qǐng)中斷。 邊沿觸發(fā)：出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)向邊沿觸發(fā)：出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)向CPU申請(qǐng)中斷。申請(qǐng)中斷。 CPU在每個(gè)機(jī)器周期自動(dòng)采用在每個(gè)機(jī)器周期自動(dòng)采用/INT0，/INT1，引腳的高、低電平至少，引腳的高、低電平至少各自保持一個(gè)機(jī)器周期。各自保持一個(gè)機(jī)器周期。2、定時(shí)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0、1溢出中斷溢出中斷 計(jì)數(shù)溢出時(shí)

8、，硬件使得計(jì)數(shù)溢出時(shí)，硬件使得TF0（TF1）=1，CPU響應(yīng)中斷后，由響應(yīng)中斷后，由硬件自硬件自動(dòng)清除動(dòng)清除TF0，TF1。3、串行口中斷、串行口中斷 發(fā)送信息：硬件發(fā)送信息：硬件TI=1，向，向CPU響應(yīng)中斷。響應(yīng)中斷。 接收信息：硬件接收信息：硬件RI=1，向，向CPU響應(yīng)中斷。響應(yīng)中斷。 響應(yīng)中斷后，響應(yīng)中斷后，用軟件清除用軟件清除TI或或RI。機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-195.3.2 中斷控制中斷控制機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-110機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接

9、口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-111機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-112機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-113例：假設(shè)允許片內(nèi)計(jì)數(shù)例：假設(shè)允許片內(nèi)計(jì)數(shù)/定時(shí)器中斷，禁止其它中斷。試根據(jù)假定時(shí)器中斷，禁止其它中斷。試根據(jù)假設(shè)條件設(shè)置設(shè)條件設(shè)置IE的值。的值。 用字節(jié)操作指令MOV IE，#8AH 或 MOV A8H，#8AH 用位操作指令SETB ET0SETB ET1SETB EA機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-114三、中斷優(yōu)先級(jí)控

10、制三、中斷優(yōu)先級(jí)控制機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-115例例1：8051的片外為高優(yōu)先級(jí)，片內(nèi)為低優(yōu)先級(jí)。設(shè)置的片外為高優(yōu)先級(jí)，片內(nèi)為低優(yōu)先級(jí)。設(shè)置IP值。值。解： （1）按字節(jié)操作指令MOV IP，#05H 或 MOV B8H，#05H （2）按位操作指令 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1BCH BBH BAH B9H B8HIP（B8H）PSPT1PT0PX0PX1機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-116例例2：8051的的/INT0，/INT

11、1引腳分別輸入壓力超限及溫度超限中斷請(qǐng)求信引腳分別輸入壓力超限及溫度超限中斷請(qǐng)求信號(hào)，定時(shí)器號(hào)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0作定時(shí)檢測(cè)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用戶規(guī)定的中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)作定時(shí)檢測(cè)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，用戶規(guī)定的中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)順序?yàn)轫樞驗(yàn)椋ǜ撸ǜ撸毫Τ迚毫Τ?溫度超限溫度超限-定時(shí)檢測(cè)（低）。確定定時(shí)檢測(cè)（低）。確定IE和和IP的內(nèi)容。的內(nèi)容。解：IE（A8H）EA - ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX01111CPU中斷允許IP（B8H）PSPT1PT0 PX0溫度超限中斷允許溫度超限中斷允許壓力超限中斷允許壓力超限中斷允許定時(shí)檢測(cè)中斷允許定時(shí)檢測(cè)中斷允許PX1中斷屏蔽中斷屏蔽壓力超限中斷

12、高優(yōu)先級(jí)壓力超限中斷高優(yōu)先級(jí)定時(shí)檢測(cè)中斷高優(yōu)先級(jí)定時(shí)檢測(cè)中斷高優(yōu)先級(jí)溫度超限中斷低優(yōu)先級(jí)溫度超限中斷低優(yōu)先級(jí)中斷屏蔽可取任意值中斷屏蔽可取任意值思考：按字節(jié)操作指令或位操作指令思考：按字節(jié)操作指令或位操作指令機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-117對(duì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷申請(qǐng)時(shí)：對(duì)同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷申請(qǐng)時(shí)： 不同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)：不同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)：先高后低先高后低 相同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)：相同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請(qǐng)：按序執(zhí)行按序執(zhí)行 正處理低優(yōu)先級(jí)中斷又接到高級(jí)別中斷：正處理低優(yōu)先級(jí)中斷又接到高級(jí)別中斷：高打斷低高打斷低 正處理高優(yōu)先級(jí)中斷又

13、接到低級(jí)別中斷：正處理高優(yōu)先級(jí)中斷又接到低級(jí)別中斷：高不理低高不理低機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-118機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-1195.4 中斷處理過(guò)程中斷處理過(guò)程 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 中斷處理中斷處理 中斷請(qǐng)求的撤除中斷請(qǐng)求的撤除 中斷系統(tǒng)的初始化中斷系統(tǒng)的初始化機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-1205.4.1 中斷響應(yīng)中斷響應(yīng) 中斷響應(yīng)條件中斷響應(yīng)條件 有中斷源發(fā)出有中斷源發(fā)出中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求 中斷總允許位中斷總允許位EA=1,即即

14、CPU開(kāi)中斷開(kāi)中斷 中斷源的中斷允許位為中斷源的中斷允許位為1,即即中斷沒(méi)有被屏蔽中斷沒(méi)有被屏蔽 無(wú)同級(jí)或更高級(jí)中斷無(wú)同級(jí)或更高級(jí)中斷正在服務(wù)正在服務(wù) 當(dāng)前的當(dāng)前的指令周期已經(jīng)結(jié)束指令周期已經(jīng)結(jié)束 若當(dāng)前執(zhí)行指令為若當(dāng)前執(zhí)行指令為RETI或訪問(wèn)或訪問(wèn)IE或或IP的指令時(shí)的指令時(shí),至少需要至少需要再執(zhí)行一條其它指令后才會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求再執(zhí)行一條其它指令后才會(huì)響應(yīng)中斷請(qǐng)求 機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-121中斷服務(wù)程序的入口地址（中斷矢量）中斷服務(wù)程序的入口地址（中斷矢量）中斷矢量地址中斷矢量地址保留目的保留目的0003H外部中斷外部中斷0（/I

15、NT0）的入口地址）的入口地址000BH定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0溢出（溢出（TF0）的入口地址）的入口地址0013H外部中斷外部中斷1（/INT1）的入口地址）的入口地址001BH定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1溢出（溢出（TF1）的入口地址）的入口地址0023H串行口中斷的入口地址串行口中斷的入口地址注：注：1. 中斷服務(wù)程序的最后一條指令為中斷服務(wù)程序的最后一條指令為RETI。 2. 中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址相距只有中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址相距只有8個(gè)單元，無(wú)法容納中斷個(gè)單元，無(wú)法容納中斷服務(wù)程序，因此需在服務(wù)程序，因此需在入口地址中放入一條入口地址中放入一條AJMP（2K）或

16、）或LJMP（64K）指）指令。令。 3. 在中斷服務(wù)程序中，要注意軟件保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。在中斷服務(wù)程序中，要注意軟件保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。 4. 如要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時(shí)如要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時(shí)禁止其它更高優(yōu)先級(jí)中斷禁止其它更高優(yōu)先級(jí)中斷，可以先用軟，可以先用軟件關(guān)閉件關(guān)閉CPU中斷（中斷（EA=0）或禁止其中斷申請(qǐng)?jiān)试S位，在中斷返回前在開(kāi)放）或禁止其中斷申請(qǐng)?jiān)试S位，在中斷返回前在開(kāi)放中斷。中斷。 機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-1225.4.2 中斷請(qǐng)求的撤除中斷請(qǐng)求的撤除 定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求的撤除定時(shí)器溢出中斷請(qǐng)求的撤除：定時(shí)器溢出中斷得到響應(yīng)自：定時(shí)器溢出

17、中斷得到響應(yīng)自動(dòng)復(fù)位為動(dòng)復(fù)位為“0”狀態(tài)。其中斷請(qǐng)求是由狀態(tài)。其中斷請(qǐng)求是由硬件自動(dòng)撤除硬件自動(dòng)撤除的。的。 串行口中斷請(qǐng)求的撤除串行口中斷請(qǐng)求的撤除：在中斷服務(wù)程序后需判定是發(fā)生：在中斷服務(wù)程序后需判定是發(fā)生接收中斷還是發(fā)送中斷，因此不能自動(dòng)撤除。在中斷服務(wù)接收中斷還是發(fā)送中斷，因此不能自動(dòng)撤除。在中斷服務(wù)程序中通過(guò)程序中通過(guò)軟件撤除軟件撤除： CLR TI 或或CLR RI ANL SCON，#FCH 外部中斷請(qǐng)求的撤除外部中斷請(qǐng)求的撤除： 負(fù)跳變觸發(fā)：自動(dòng)復(fù)位負(fù)跳變觸發(fā)：自動(dòng)復(fù)位IE0、IE1而由而由硬件自動(dòng)撤除中斷請(qǐng)求硬件自動(dòng)撤除中斷請(qǐng)求。 電平觸發(fā)：電平觸發(fā)：CPU不能控制不能控制/

18、INT0、/INT1，需，需外接電路來(lái)撤除外接電路來(lái)撤除。機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-1235.4.3 中斷系統(tǒng)的初始化中斷系統(tǒng)的初始化 中斷系統(tǒng)初始化步驟如下：中斷系統(tǒng)初始化步驟如下： 開(kāi)相應(yīng)中斷源的中斷開(kāi)相應(yīng)中斷源的中斷 設(shè)定所用中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定所用中斷源的中斷優(yōu)先級(jí) 若為外部中斷，則應(yīng)規(guī)定低電平還是負(fù)邊沿的中斷觸發(fā)方式。若為外部中斷，則應(yīng)規(guī)定低電平還是負(fù)邊沿的中斷觸發(fā)方式。機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-1245.5 中斷程序舉例中斷程序舉例 主程序的起始地址：一般從主程序的起始

19、地址：一般從30H開(kāi)始。開(kāi)始。 中斷服務(wù)程序的入口地址：以中斷服務(wù)程序的入口地址：以/INT0為例如下圖為例如下圖.0003H0200HEPROMLJMP中斷服中斷服務(wù)程序務(wù)程序.0000H0030HEPROMLJMP主程序主程序機(jī)械電子研究所機(jī)械電子研究所單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)2022-2-125 例例 通過(guò)外部中斷控制八盞燈循環(huán)點(diǎn)亮。通過(guò)外部中斷控制八盞燈循環(huán)點(diǎn)亮。解：通過(guò)解：通過(guò)P1口擴(kuò)展八盞燈，在口擴(kuò)展八盞燈，在 引腳接一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)到地，引腳接一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)到地，每按一下按鈕就申請(qǐng)一次中斷，點(diǎn)亮一盞燈，中斷服務(wù)則是：每按一下按鈕就申請(qǐng)一次中斷，點(diǎn)亮一盞燈，中斷服務(wù)則是：依次點(diǎn)亮八盞燈中的一盞。采用邊沿觸發(fā)。硬件電路如下圖依次點(diǎn)亮八盞燈中的一盞。采用