单片机原理及应用课件(陈林林)第6章 mcs-51单片机中断系统1rev

① TI —— 串行口发送中断请求标志 ② RI —— 串行口接收中断请求标志
各标志位的功能： （1）TI—发送中断请求标志位。串口每发送完一帧串 行数据后，硬件自动置“1”TI。必须在中断服务程序 中用软件对TI标志清“0”。 （2）RI—接收中断请求标志位。串口接收完一个数据 帧，硬件自动置“1”RI标志。必须在中断服务程序中 用软件对RI标志清“0”。
⑤ IT1 —— 外中断触发方式控制位 IT1=1，边沿触发方式，即P3.3出现下跳边
脉冲有效；
IT1=0，电平触发方式，低电平有效。 ⑥ IT0 —— 外中断触发方式控制位 其意义和功能与IT1相似。 IT0/IT1：外部中断请求的触发方式选择位：
=0：在INT0/INT1端申请中断的信号低电平有效;
6.2
MCS－51单片机的中断源
中断源是指能发出中断请求，引起中断的装置或 事件。

MCS-51单片机中断系统有5个中断源（其中2个为 外部中断源，3个为内部中断源），2个优先级，可 实现二级中断嵌套; 51子系列允许5个(52子系列6个)中断源： 2个外部中断请求：INT0，INT1 2个片内定时器/计数器T0和T1中断请求： TF0，TF1，(TF2——52子系列有T2） 1个串行口中断请求：TI/RI
AAH
A9H
T0
A8H
— — 串行 口
注意：当MCS-51复位后，IE被清0，则CPU关中断，所有中 断请求被禁止。
2.中断优先级控制寄存器IP
MCS-51单片机有5个中断源，划分为2个中断优先级：高优 先级和低优先级。可以进行中断嵌套。 当CPU正在执行某个中断 服务程序时，如果发生更高一 级的中断源请求中断，CPU可 以“中断”正在执行的低优先 级中断,转而响应更高一级的中 断，这就是中断嵌套。 中断嵌套只能高优先级“ 中断”低优先级，低优先级不 能“中断”高优先级，同一优 先级也不能相互“中断”。
2. 串行控制寄存器SCON
字节地址为98H。串行口的发送中断和接收中断的中 断请求标志TI和RI，
TCON 位名称 位地址
功能
D7 D6 D5 D4 D3 D2 — — — — — — — — — — — —
— — — — — —
D1 TI 99H 串行发送 中断标志
D0 RI 98H 串行接收 中断标志
–
–
•
优先级状态触发器解决了不同优先级中断请求的响 应顺序问题，而且保证高优先级请求可以中断已开 始的低优先级服务。
硬件查询顺序
• 多个同级中断源同时提出请求时，通过“硬件查询顺序”确 定先响应哪个请求 查询顺序
断源的中断请求。编写设置IE的相应程序段
（1）用位操作指令来编写如下程序段： CLR CLR CLR SETB SETB SETB ES EX1 EX0 ET0 ET1 EA ；禁止串行口中断 ；禁止外部中断1中断 ；禁止外部中断0中断 ；允许定时器/计数器T0中断 ；允许定时器/计数器T1中断 ；CPU开中断
=1：在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变有效.

注意：
低电平触发 引脚上的低电平须持续到中断发 生。若中断返回前仍未及时撤除低电平,将再 次中断。
下降沿触发 CPU在前一机器周期采到INT0/INT1 引脚为高,后一机器周期采到为低才认为是一次 中断请求。CPU 可记忆申请、可自动撤除中断 申请。
触发 方式
D1 IE0 89H
中断 标志
D0 IT0 88H
触发 方式
功能
TCON位功能: ① TF1 —— T1溢出中断请求标志 T1计数溢出后，TF1=1 ② TF0 —— T0溢出中断请求标志 T0计数溢出后，TF0=1 TF0/TF1：定时器溢出中断申请标志位： =0：定时器未溢出； =1：定时器溢出申请中断,进中断后自动清零。 ③ IE1 —— 外中断中断请求标志 当P3.3引脚信号有效时，IE1=1 ④ IE0 —— 外中断中断请求标志 当P3.2引脚信号有效时，IE0=1 IE0/IE1：外部中断申请标志位： =0：没有外部中断申请； =1：有外部中断申请，CPU响应后自动清零？？？。
3. 正在进行的低优先级中断服务，能被高优先
级中断请求所中断 ，反之则不能。
优先级状态触发器
• •
由软件可改变各中断源的中断优先级。
MCS- 51的中断系统有两个不可寻址的“优先级状 态触发器”:
–
一个用来指示某高优先级的中断正在执行，所有 后来的中断均被阻止。 另一个用来指示某低优先级的中断正在执行，所 有同级中断都被阻止，但不阻断高优先级的中断 请求。 在同时收到几个同一优先级的中断请求时，优先 响应哪一个中断，取决于内部的硬件查询顺序。
IP 位名称 位地址 中断源
D7 — — —
D6 — — —
D5 — — —
D4 PS BCH 串行口
D3 D2 D1 D0 PT1 PX1 PT0 PX0 BBH BAH B9H B8H T1 INT1 T0 INT0
① PX0 ：INT0中断优先级控制位。PX0=1，为高 优先级；PX0=0，为低优先级； ② PX1 ：INT1中断优先级控制位。控制方法同上。 ③ PT0 ：T0中断优先级控制位。控制方法同上。 ④ PT1 ：T1中断优先级控制位。控制方法同上。 ⑤ PS ：串行口中断优先级控制位。控制方法同上。
• 系统复位时，IP清零，即所有中断源为低优先级
IP的结构、位名称和位地址如下：
IP D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称 — — — 位地址 — — — 中断源 — — —
PS BCH 串行口
PT1 PX1 PT0 PX0 BBH BAH B9H B8H T1 INT1 T0 INT0
MCS－51单片机中断系统结构
6.3 中断允许和中断优先级
1.中断允许控制寄存器IE
• 中断源是否允许向CPU发出请求，由中断允许寄存 器IE控制
• IE可位寻址，字节地址A8H，位地址为A8H～AFH
IE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位名称
EA
— —
ES
ACH 串行 口
ET1
中断与子程序的最主要区别：子程序是预 先安排好的，中断是随机发生的。 中断涉及的几个环节：中断源、 中断申请、 开放中断、保护现场、中断服务、恢复现 场、中断返回。
中断过程示意图
中断请求
• 引起CPU中断正在执行的程序而转向相应 的处理程序的根源，称为中断源； • CPU响应中断请求并进行相应处理的过程 叫中断服务；
（2）用字节操作指令来编写： MOV IE，#8AH ;100010010 或者用： MOV 0A8H，#8AH ；A8H为IE寄存器字节地址
IE 位名称 D7 EA D6 D5 — — D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0
位地址
中断源
AFH
CPU
— —
ACH
ABH
T1
位地址 — — — 中断源 — — —
BCH 串行口
BBH BAH B9H B8H T1 INT1 T0 INT0
中断优先级控制寄存器IP
中断系统针对中断优先级的三条原则
1. CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先
级别最高的中断请求。
2. 正在进行的中断过程不能被新的同级或低优
先级的中断请求所中断。

CPU识别中断申请的依据：
CPU在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询各 个中断申请标志位，若查到某标志位被置位,将 启动中断机制。 Tc=1/fosc Ts=6Tc Tm=12Tc=6Ts
Tc
Ts
S2 S3 S4 S5 Tm
S6 S1 S2 S3 S4 S5 Tm
S6
1. 中断请求控制寄存器 字节地址为88H
具体来说：
⑴INT0:外部中断0，中断请求信号由P3.2输入。
⑵INT1:外部中断1，中断请求信号由P3.3输入。
⑶T0:定时/计数器0溢出中断，对外部脉冲计数由 P3.4输入。 ⑷T1:定时/计数器1溢出中断，对外部脉冲计数由 P3.5输入。 ⑸串行中断:包括串行接收中断RI和串行发送中断TI。
• 处理完中断事件后，再回到原来被中断的 地方(即断点)，称为中断返回； • 实现从产生中断请求、进行中断服务并返 回断点等一系列功能的部件称为中断系统。
中断系统功能
• 对于一个中断源，需要：
–响应请求 –进行中断服务（保护现场） –实现中断返回
• 对于有多个中断源的系统，还需要：
–对中断请求进行屏蔽或允许 –对同时产生的多个中断请求进行排序，按优先 级别顺序服务 –中断服务再被其它中断请求中断而进行中断嵌 套等管理功能
INT0、INT1、T0、T1中断请求标志放在TCON中。 TCON的结构、位名称、位地址和功能如下：
TCON 位名称 位地址 D6 D5 D4 D3 — TF0 — IE1 8EH 8DH 8CH 8BH T0 中断 — 中断 — 中断
标志 标志 标志
D7 TF1 8FH T1
D2 IT1 8AH
中断嵌套结构类似与调 用子程序嵌套，不同的 是： ① 子程序嵌套是在程序 中事先按排好的；中断 嵌套是随机发生的。 ② 子程序嵌套无次序限 制，中断嵌套只允许高 优先级“中断”低优先 级。
• 5个中断源可通过设置中断优先级控制寄存器IP中 的相关位，程控为高或低优先级
• 中断优先级控制寄存器IP字节地址为B8H，可位寻 址，位地址为B8H～BFH，只有低6位有效
第 6 章 MCS－51单片机中断系统
6.1 中断的概念
• 计算机在执行既定程序时，被其它事件打断而 停止原程序的执行，转而去执行相应的处理程
序，待处理完成后，再返回去继续执行被暂时
中止的原程序，这一过程称为中断。
作用：采用中断技术可以提高CPU效率、解 决速度矛盾、实现并行工作、分时操作、 实时处理、故障处理、应付突发事件，可 使多项任务共享一个资源（CPU）。
例如:若要将INT1、串行口设置为高优先级，其余中 断源设置为低优先级，可执行下列指令： MOV IP，#00010100B； 需要指出的是，若置5个中断源全部为高优先级，就 等于不分优先级。
IE D7 D6 D5 位名称 — — — D4 PS D3 PT1 D2 PX1 D1 PT0 D0 PX0
• MCS－51单片机系统中，中断系统的功能是
通过设置和访问与中断系统有关的特殊功能寄
存器完成的。
• 与中断系统有关的特殊功能寄存器有：IE、IP
以及TCON和SCON的有关位。
中断控制寄存器：
80C51单片机中涉及中断控制的有3个方面 4个特殊功能寄存器：
① 中断请求： 定时和外中断控制寄存器TCON； 串行控制寄存器SCON； ② 中断允许控制寄存器IE； ③ 中断优先级控制寄存器IP。
；
；
D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0
位地址 AFH
中断源 CPU
— —
ACH
ABH
T1
AAH
A9H
T0
A8H
— — 串行 口
中断允许控制寄存器IE
注意：改变IE的内容，可由位操作指令来实现，即： SETB bit ；对某一位置1 CLR bit ；对某一位清0 例6-1 若允许片内 2个定时器/计数器中断，禁止其它中
ABH T1
EX1
AAH
ET0
A9H T0
EX0
A8H
位地址 AFH — — 中断源 CPU — —
Baidu Nhomakorabea
① EA
② EX0 ③ EX1 ④ ET0 ⑤ ET1 ⑥ ES
—— CPU中断允许控制位(总开关） EA=1，CPU开中； EA=0，CPU关中，且屏蔽所有5个中断源。 —— 外中断INT0中断允许控制位 EX0=1，INT0开中；EX0=0，INT0关中。 —— 外中断INT1中断允许控制位 EX1=1，INT1开中；EX1=0，INT1关中。 —— 定时/计数器T0中断允许控制位 ET0=1，T0开中；ET0=0，T0关中。 —— 定时/计数器T1中断允许控制位 ET1=1，T1开中；ET1=0，T1关中。 —— 串行口中断(包括串发、串收)允许控制位 ES=1，串行口开中；ES=0，串行口关中。
说明: 80C51对中断实行两级控制，总控制位是EA，每 一中断源还有各自的控制位。首先要EA=1，其次还要 自身的控制位置“1”。
例如:要使INT0开中(其余关中)，可执行下列指令： MOV IE，#1000000lB ；
或者： SETB EA
SETB EX0
IE 位名称 D7 EA D6 D5 — —