單片機(jī)原理：5-3-4中斷系統(tǒng)-中斷允許與優(yōu)先級-中斷響應(yīng)條件

第5章AT89S51單片機(jī)的

中斷系統(tǒng)15.3中斷允許與中斷優(yōu)先級的控制中斷允許控制由中斷允許寄存器IE控制。中斷優(yōu)先級控制由中斷優(yōu)先級寄存器IP控制。5.3.1中斷允許寄存器IEAT89S51的對各中斷源的開放或屏蔽，是由中斷允許寄存器IE控制的。IE字節(jié)地址為A8H，可位尋址，格式如圖5-5所示。2

圖5-5

中斷允許寄存器IE的格式IE對中斷的開放和關(guān)閉實(shí)現(xiàn)兩級控制。有一個總的開關(guān)中斷控制位EA（IE.7位），EA=0時，所有的中斷請求被屏蔽；EA=1時，開放中斷，但5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(yīng)的5個中斷請求允許控制位的狀態(tài)來決定（圖5-5）。3IE中各位功能如下：（1）EA—中斷允許總開關(guān)控制位。 EA=0，所有的中斷請求被屏蔽。 EA=1，所有的中斷請求被開放。（2）ES——串行口中斷允許位。 ES=0，禁止串行口中斷。 ES=1，允許串行口中斷。（3）ET1——定時器/計(jì)數(shù)器T1的溢出中斷允許位。 ET1=0，禁止T1溢出中斷。 ET1=1，允許T1溢出中斷。（4）EX1——外部中斷1中斷允許位。

4 EX1=0，禁止外部中斷1中斷。 EX1=1，允許外部中斷1中斷。（5）ET0——定時器/計(jì)數(shù)器T0的溢出中斷允許位。 ET0=0，禁止T0溢出中斷。 ET0=1，允許T0溢出中斷。（6）EX0——外部中斷0中斷允許位。 EX0=0，禁止外部中斷0中斷。 EX0=1，允許外部中斷0中斷。5AT89S51復(fù)位以后，IE被清“0”，所有中斷請求被禁止。IE中與各個中斷源相應(yīng)的位可用指令置“1”或清“0”。若使某一個中斷源被允許中斷，除了IE相應(yīng)的位被置“1”外，還必須使EA位置“1”。改變IE的內(nèi)容，可由位操作指令來實(shí)現(xiàn)（即SETBbit；CLRbit），也可用字節(jié)操作指令實(shí)現(xiàn)。6【例5-1】

若允許片內(nèi)2個定時器/計(jì)數(shù)器中斷，并禁止其他中斷源的中斷請求，請編寫設(shè)置IE的相應(yīng)程序段。（1）用位操作指令CLR ES ；禁止串行口中斷

CLR EX0 ；禁止外部中斷0中斷CLR EX1 ；禁止外部中斷1中斷SETB ET0 ；允許定時器/計(jì)數(shù)器T0中斷SETB ET1 ；允許定時器/計(jì)數(shù)器T1中斷SETB EA ；總中斷開關(guān)位開放（2）用字節(jié)操作指令MOVIE，#8AH上述兩段程序?qū)E的設(shè)置是相同的。75.3.2中斷優(yōu)先級寄存器IPAT89S51的中斷請求源有兩個中斷優(yōu)先級，由軟件分別設(shè)置為高優(yōu)先級中斷或低優(yōu)先級中斷，可實(shí)現(xiàn)：兩級中斷嵌套AT89S51正在執(zhí)行低優(yōu)先級中斷的服務(wù)程序時，可被高優(yōu)先級中斷請求所中斷，待高優(yōu)先級中斷處理完畢后，再返回低優(yōu)先級中斷服務(wù)程序。兩級中斷嵌套的過程如圖5-6所示。8

9圖5-6

兩級中斷嵌套的過程各中斷源的中斷優(yōu)先級關(guān)系，可歸納為兩條基本規(guī)則：（1）低優(yōu)先級可被高優(yōu)先級中斷，高優(yōu)先級不能低優(yōu)先級中斷。如果某一中斷源被設(shè)置為高優(yōu)先級中斷，則不能被任何其他的中斷源的中斷請求所中斷。（2）任何一種中斷一旦得到響應(yīng)，不會再被它的同級中斷源所中斷。中斷優(yōu)先級寄存器IP，其字節(jié)地址為B8H，可位尋址。只要用程序改變其內(nèi)容，可進(jìn)行各中斷源中斷優(yōu)先級的設(shè)置，IP寄存器的格式如圖5-7所示。10

圖5-7IP寄存器的格式中斷優(yōu)先級寄存器IP各位的含義如下：（1）PS—串行口中斷優(yōu)先級控制位 1：高優(yōu)先級； 0：低優(yōu)先級（2）PT1—定時器T1中斷優(yōu)先級控制位 1：高優(yōu)先級； 0：低優(yōu)先級11（3）PX1—外部中斷1中斷優(yōu)先級控制位 1：高優(yōu)先級； 0：低優(yōu)先級（4）PT0—定時器T0中斷優(yōu)先級控制位 1：高優(yōu)先級； 0：低優(yōu)先級（5）PX0—外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位 1：高優(yōu)先級； 0：低優(yōu)先級中斷優(yōu)先級控制寄存器IP用位操作指令或字節(jié)操作指令可更新IP的內(nèi)容，以改變中斷優(yōu)先級。AT89S51復(fù)位以后，IP的內(nèi)容為0，各個中斷源均為低優(yōu)先級中斷。12AT89S51的中斷系統(tǒng)有兩個不可尋址的“優(yōu)先級激活觸發(fā)器。一個指示某高優(yōu)先級的中斷正在執(zhí)行，所有后來的中斷均被阻止；另一個觸發(fā)器指示某低優(yōu)先級的中斷正在執(zhí)行，所有同級的中斷都被阻止，但不阻斷高優(yōu)先級的中斷請求。在同時收到幾個同優(yōu)先級的中斷請求時，哪一個中斷請求能優(yōu)先得到響應(yīng)，取決于內(nèi)部的查詢順序。這相當(dāng)于在同一個優(yōu)先級內(nèi)，還同時存在另一個輔助優(yōu)先級結(jié)構(gòu)，其查詢順序見表5-1。13

表5-1

同級中斷的查詢次序

由此可見，各中斷源在同一個優(yōu)先級的條件下，外部中斷0的中斷優(yōu)先權(quán)最高，串行口中斷優(yōu)先權(quán)最低。14【例5-2】IP寄存器初始化，AT89S51的兩個外中斷請求為高優(yōu)先級，其他中斷請求為低優(yōu)先級。（1）用位操作指令SETBPX0 ；外中斷0設(shè)置為高優(yōu)先級SETBPX1 ；外中斷1設(shè)置為高優(yōu)先級CLRPS ；串行口設(shè)置為低優(yōu)先級CLRPT0 ；定時器/計(jì)數(shù)器T0為低優(yōu)先級CLRPT1 ；定時器/計(jì)數(shù)器T1為低優(yōu)先級

（2）用字節(jié)操作指令MOVIP，#05H155.4響應(yīng)中斷請求的條件中斷請求被響應(yīng)，必須滿足以下必要條件：（1）總中斷允許開關(guān)接通，即IE寄存器中的中斷總允許位EA=1。（2）該中斷源發(fā)出中斷請求，即對應(yīng)的中斷請求標(biāo)志為“1”。（3）該中斷源的中斷允許位=1，即該中斷被允許。（4）無同級或更高級中斷正在被服務(wù)。當(dāng)CPU查詢到有效的中斷請求時，在滿足上述條件時，緊接著就進(jìn)行中斷響應(yīng)。16中斷響應(yīng)的過程：首先由硬件自動生成一條長調(diào)用指令“LCALLaddr16”。就是程序存儲區(qū)中相應(yīng)的中斷入口地址。例如，對于外部中斷1的響應(yīng)，硬件自動生成的長調(diào)用指令為

LCALL0013H首先將程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧以保護(hù)斷點(diǎn)，再將中斷入口地址裝入PC，使程序轉(zhuǎn)向響應(yīng)中斷請求的中斷入口地址。各中斷源服務(wù)程序的入口地址，如表5-2所示。17

表5-2中斷入口地址表

兩個中斷入口間只相隔8字節(jié)，難以安放一個完整的中斷服務(wù)程序。因此，通常在中斷入口地址處放置一條無條件轉(zhuǎn)移指令，使程序執(zhí)行轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序入口。18中斷響應(yīng)是有條件的，當(dāng)遇到下列三種情況之一時，中斷響應(yīng)被封鎖：（1）CPU正在處理同級或更高優(yōu)先級的中斷。（2）所查詢的機(jī)器周期不是當(dāng)前正在執(zhí)行指令的最后一個機(jī)器周