单片机原理及应用c语言(4)

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1、单片机原理及应用(C语言版)第5章MCS-51单片机中断系统主编:周国运本章制作:仝选悦中国水利水电出版社第5章MCS-51单片机中断系统目录5.1中断概述5.2中断系统结构及控制5.3中断响应过程及处理过程5.4中断应用举例本章主要讨论MCS-51单片机中断系统。内容主要有:MCS-51单片机中断系统结构、中断控制、中断优先级、中断处理过程,以及中断的应用。通过本章的学习,应该理解中断系统结构、中断响应的条件和中断处理过程;掌握中断控制、中断优先级,灵活的应用中断解决实际问题。第5章MCS-51单片机的中断系统5.1中断概述主要内容5.1.1微机的输入/输出几种控制方式5.1

2、.2中断的相关概念5.1.1微机的输入/输出几种控制方式单片机系统中,CPU和外部设备之间不断进行信息的传输。通常CPU和外设之间的信息传送方式有以下几种:程序控制方式中断方式直接存储器存取(DMA)方式5.1.1微机的输入/输出方式1、程序控制方式可以分为以下两种方式。(1)无条件传送方式外设始终处于就绪状态,CPU不必查询外设的状态,直接进行信息传输,称为无条件传送方式。此种信息传送方式只适用于简单的外设。如开关和数码段显示器等。5.1.1微机的输入/输出方式(2)条件传送方式CPU通过执行程序不断读取并测试外部设备状态,如果输入设备处于准备好状态或输出设备为空闲状态时,则

3、CPU执行传送信息操作。由于条件传送方式需要CPU不断地查询外部设备的状态,然后才进行信息传送,所以也称为“查询式传送”。5.1.1微机的输入/输出方式2、中断方式外部设备与CPU之间以中断信号作为数据交换的控制信号。当外部设备需要与CPU进行数据交换时,由接口部件向CPU发出一个请求信号,CPU响应这一中断请求后,在中断服务程序中完成一个字节或多个字节的信息交换。中断方式具有并行工作、实时传输、充分利用CPU效率等特点。5.1.1微机的输入/输出方式中断传送仍由CPU通过程序来传送,每次都要执行指令进行断点、现场的保护和恢复。对于高速I/O,就显得速度太慢了。3、DMA方式(

4、直接存储器存取)DMA控制方式主要用于存储器和外设之间直接传送、块传输。DMA请求总线:当某一外部设备需要输入/输出一批数据时,向DMA控制器发出请求,DMA控制器接收到这一请求后,向CPU发出总线请求信号。5.1.1微机的输入/输出方式DMA控制数据传输:CPU响应DMA的请求,把总线使用权交给DMA控制器,DMA将外设数据读入、并直接写入存储器,或将数据从存储器读出并直接送给外设。传送过程不需要CPU参与。DMA释放总线:当一批数据传送后,DMA控制器再向CPU发出“结束总线请求”,CPU响应请求,收回总线使用权。DMA方式速度高、效率高,可以与CPU并行工作。1、中断的概

5、念CPU在正常运行的时候,外部或者内部发生了请求CPU迅速去处理的事件,CPU暂时中断当前的程序,去处理所发生的事件,处理完事件后,再返回到原来被中断的程序继续运行。此过程称为中断。5.1.2中断的相关概念2、中断源引起CPU中断的设备和事件就是中断源。3、中断请求中断源向CPU发出的请求处理信号,即中断请求或中断申请。4、中断响应CPU暂时中止正在处理的事情,转去处理突发事件的过程,称为中断响应。5.1.2中断的相关概念5、其他概念中断系统:实现中断功能的部件称为,又称中断机构。中断服务程序:CPU响应中断后,处理中断事件的程序。断点:CPU响应中断请求,转去执行中断服务程序

6、时的PC值,即为断点地址。中断返回:CPU执行完中断服务程序后回到断点的过程。5.1.2中断的相关概念6、中断的功能中断是计算机的一项重要技术,计算机引入中断后,大大提高了它的工作效率和处理问题的灵活性,主要功能有以下几个方面。使CPU与外设同步工作实现实时处理故障及时处理5.1.2中断的相关概念5.2中断系统的结构及控制主要内容5.2.1MCS-51的中断结构5.2.2MCS-51的中断源5.2.1MCS-51单片机的中断结构中断系统构成:增强单片机主要由5个特殊功能寄存器、相关硬件电路等组成。有6个中断源,两个中断优先级。特殊功能寄存器主要用于:控制中断的开放和关闭、保存中

7、断信息、设置中断的优先级别。硬件查询电路主要用于:判定6个中断源的优先级别。MCS-51增强型单片机的中断结构如图5-2所示。图5-2增强型单片机的中断系统结构5.2.2MCS-51的中断源MCS-51中断系统主要是对6个中断源进行管理,依次为:外部中断0(P3.2)外部中断1(P3.3)定时器/计数器0溢出中断定时器/计数器1溢出中断定时器/计数器2溢出中断串行口中断CPU主要是通过标志寄存器、控制寄存器、优先级寄存器对中断源进行管理。5.2.2MCS-51单片机的中断源(1)与中断标志相

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