單片機(jī)8051中斷系統(tǒng)課件

第四章中斷系統(tǒng)中斷是指CPU在正常執(zhí)行程序的過(guò)程中，由于某種隨機(jī)發(fā)生的事件使它暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行另外的一段程序（中斷服務(wù)程序），在這段程序完成后自動(dòng)返回被打斷的程序處繼續(xù)執(zhí)行的過(guò)程。中斷的概念

CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷發(fā)生）；

CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來(lái)事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過(guò)程稱為中斷。

單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問(wèn)題，而且還具有如下優(yōu)點(diǎn)：

分時(shí)操作。CPU可以分時(shí)為多個(gè)I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；實(shí)時(shí)響應(yīng)。CPU能夠及時(shí)處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；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。中斷功能強(qiáng)弱是計(jì)算機(jī)性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志

提高CPU效率

解決速度矛盾

實(shí)現(xiàn)并行工作

應(yīng)付突發(fā)事件……①中斷源②中斷申請(qǐng)③開放中斷④保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)⑤中斷服務(wù)⑥恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)⑦中斷返回中斷涉及的幾個(gè)環(huán)節(jié)（前面提到的甲方）（甲方發(fā)出信號(hào)提出申請(qǐng)）（乙方同意處理）（安排好當(dāng)前的工作）（響應(yīng)乙方的要求）（完事后，回去……）（繼續(xù)做打斷前的工作）8031的中斷源1、外中斷：通過(guò)8031的INT0和INT1輸入引腳，用于輸入兩個(gè)外部中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)，并允許外部中斷源以低電平或負(fù)邊沿兩種中斷觸發(fā)方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。2、定時(shí)器溢出中斷：定時(shí)器T0/T1在定時(shí)脈沖作用下從全“1”到“0”時(shí)可以自動(dòng)向CPU提出溢出中斷請(qǐng)求，以表明定時(shí)器T0/T1的定時(shí)時(shí)間已到。3、串行口中斷：串行口中斷分為發(fā)送中斷和接收中斷，每當(dāng)串行口發(fā)送/接收完一組串行數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)向CPU發(fā)出串行口中斷請(qǐng)求1.中斷源2.中斷標(biāo)志中斷標(biāo)志寄存器與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器SCON(98H)RITIIP(B8H)PX0PT0PX1PT1PSEX0ET0EX1ET1ESEAIE(A8H)TCON(88H)IT0IE0TF1TF0IE1IT1中斷響應(yīng)的條件1.開中斷2.CPU未響應(yīng)同級(jí)或更高優(yōu)先級(jí)的中斷3.執(zhí)行完畢正在執(zhí)行的指令4.RETI或訪問(wèn)IE/IP的指令需再執(zhí)行一條指令后才響應(yīng)中斷

80C51單片機(jī)中斷處理過(guò)程

中斷響應(yīng)條件和時(shí)間

一、中斷響應(yīng)條件中斷源有中斷請(qǐng)求；此中斷源的中斷允許位為1；

CPU開中斷（即EA=1）。中斷優(yōu)先級(jí)滿足相應(yīng)條件。

CPU才有可能響應(yīng)中斷。二、中斷服務(wù)的進(jìn)入：

CPU執(zhí)行程序過(guò)程中，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，中斷系統(tǒng)對(duì)各個(gè)中斷源進(jìn)行采樣。這些采樣值在下一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)按優(yōu)先級(jí)和內(nèi)部順序被依次查詢。如果某個(gè)中斷標(biāo)志在上一個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)被置成了1，那么它將于現(xiàn)在的查詢周期中及時(shí)被發(fā)現(xiàn)。接著CPU便執(zhí)行一條由中斷系統(tǒng)提供的硬件LCALL指令，轉(zhuǎn)向被稱作中斷向量的特定地址單元，進(jìn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。

三、中斷入口地址表五、中斷響應(yīng)過(guò)程

將相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器置1（以阻斷后來(lái)的同級(jí)或低級(jí)的中斷請(qǐng)求）。執(zhí)行一條硬件LCALL指令，即把程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆棧保存，再將相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址送入PC。執(zhí)行中斷服務(wù)程序。

中斷響應(yīng)過(guò)程的前兩步是由中斷系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)完成的，而中斷服務(wù)程序則要由用戶編寫程序來(lái)完成。

六、中斷返回RETI指令的具體功能是：將中斷響應(yīng)時(shí)壓入堆棧保存的斷點(diǎn)地址從棧頂彈出送回PC，CPU從原來(lái)中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行程序；將相應(yīng)中斷優(yōu)先級(jí)狀態(tài)觸發(fā)器清0，通知中斷系統(tǒng)，中斷服務(wù)程序已執(zhí)行完畢。

注意，不能用RET指令代替RETI指令。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)。七、中斷請(qǐng)求的撤除定時(shí)器溢出中斷：中斷得到響應(yīng)后，由硬件自動(dòng)清除串行口中斷：需在中斷服務(wù)程序中，軟件清除外部中斷：負(fù)邊沿觸發(fā)由硬件自動(dòng)清除，電平觸發(fā)需由軟件配合外部電路進(jìn)行清除

若外部中斷定義為電平觸發(fā)方式，中斷標(biāo)志位的狀態(tài)隨CPU在每個(gè)機(jī)器周期采樣到的外部中斷輸入引腳的電平變化而變化，這樣能提高CPU對(duì)外部中斷請(qǐng)求的響應(yīng)速度。但外部中斷源若有請(qǐng)求，必須把有效的低電平保持到請(qǐng)求獲得響應(yīng)時(shí)為止，不然就會(huì)漏掉；而在中斷服務(wù)程序結(jié)束之前，中斷源又必須撤消其有效的低電平，否則中斷返回之后將再次產(chǎn)生中斷。中斷系統(tǒng)初始化1.開相應(yīng)中斷源的中斷,開總中斷（IE）2.設(shè)置所用中斷的中斷優(yōu)先級(jí)(IP)3.若使用外部中斷,需選擇中斷的觸發(fā)方式(TCON的IT0或IT1)

注意，不能用RET指令代替RETI指令。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)。中斷服務(wù)程序的數(shù)據(jù)保護(hù)規(guī)則:1、若主程序和中斷服務(wù)程序有對(duì)同一地址的數(shù)據(jù)的操作，中斷服務(wù)程序可能改變這些地址中的內(nèi)容，若想保持主程序中的數(shù)據(jù)不變，在中斷服務(wù)程序中對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。2、若中斷服務(wù)程序的指令可能影響PSW的標(biāo)志位，可能影響主程序中的條件判斷指令，應(yīng)在中斷服務(wù)程序中對(duì)PSW保護(hù)。第三章中斷系統(tǒng)中斷程序的嵌套中斷嵌套：是指當(dāng)CPU正在執(zhí)行某一中斷程序時(shí)，當(dāng)有優(yōu)先級(jí)高的中斷發(fā)生后，停止當(dāng)前的中斷執(zhí)行，去響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別高的中斷，當(dāng)優(yōu)先級(jí)別高的中斷執(zhí)行完后，接著相應(yīng)低級(jí)中斷的情況。8031允許發(fā)生兩級(jí)的中斷嵌套（因?yàn)?031有高低兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)）。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，會(huì)自動(dòng)清除EA位，這時(shí)不管是否有高級(jí)中斷都不會(huì)發(fā)生中斷嵌套，若想相應(yīng)高級(jí)中斷必須在中斷服務(wù)程序內(nèi)加入開中斷的指令。若是同級(jí)中斷是不能產(chǎn)生中斷嵌套的。80C51單片機(jī)的中斷處理的原則：CPU同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求。正在進(jìn)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。正在進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷。中斷應(yīng)用舉例：

統(tǒng)計(jì)脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，累計(jì)到100個(gè)脈沖時(shí)使P1.0口的狀態(tài)改變一次INT08031系統(tǒng)P1.0主程序與中斷子程序的流程圖:開始外部中斷初始化清0計(jì)數(shù)寄存器R3P1.0初始化輸出等待計(jì)數(shù)寄存器+1是否計(jì)滿100個(gè)數(shù)取反P1.0清0R3中斷返回YN程序設(shè)計(jì):ORG 0000HAJMP MAINORG 0003HAJMP EXINT0MAIN: MOV SP,#60H SETB IT0 SETB EX0 SETB EA MOV R3,#00H CLR P1.0HERE:SJMP HEREEXINT0: INC R3 CJNE R3,#64H,NEXT MOV R3,#00H CPL P1.0NEXT: RETI 作業(yè)：8031的P1口分別接8個(gè)LED，在INT0上輸入周期為100HZ的方波，每100個(gè)脈沖有一個(gè)LED熄滅，熄滅的LED循環(huán)移位。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP EXINT0 ORG 1000HMAIN: MOV SP,#60H SETB IT0 SETB EX0 SETB EA MOV R4,#00H MOV R3,#00H MOV P1,#0FFHLOOP: LCALL CHECKANJ LJMP LOOPEXINT0: INC R4 CJNE R4,#64H,EXEND MOV R4,#00H INC R3 CJNE R3,#1,EXLOOP1 MOV P1,#0FEH LJMP EXENDEXLOOP1: CJNE R3,#2,EXLOOP2 MOV P1,#0FDH LJMP EXENDEXLOOP2: CJNE R3,#3,EXLOOP3 MOV P1,#0FBH LJMP EXENDEXLOOP3: CJNE R3,#4,EXLOOP4 MOV P1,#0F7H LJMP EXENDEXLOOP4: CJNE R