单片机技术及应用--第五章 单片机中断系统

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1、单片机技术与应用实践第5章单片机中断系统5.1中断概述5.2中断系统的结构与控制5.3中断处理过程5.4外部中断源的扩展5.5中断应用举例5.6实践训练单片机技术与应用实践5.1中断概述5.1.1中断的概念什么是中断？我们从一个生活中的例子引入。你正在家中看书，突然电话铃响了，你在书中做好记号后放下书本，去接电话，和来电话的人交谈，然后放下电话，回来继续看你的书。这就是生活中的“中断”现象。“某人看书”就好比执行主程序；“电话铃响”就好比中断请求，产生中断信号；“暂停看书”好比中断响应，要求暂停执行主程序；“书中作记号”好比保护断点，要求当前PC入栈；“电话谈话”好比中断处理，要求执

2、行中断服务程序；“回来继续看书”好比中断返回，要求返回主程序。这个例子实际上包含了单片机处理中断的4个步骤：中断请求、中断响应、中断处理和中断返回，如图5-1所示。图5-1中断响应的过程中断的概念:1．中断源生活中很多事件可以引起中断：有人按了门铃，电话铃响了，你的闹钟响了，你烧的水开了等诸如此类的事件。我们把可以引起中断的事件称为中断源。单片机中也有一些可以引起中断的事件，8051中一共有5个中断源：两个外部中断，两个计数器/定时器中断，一个串行口中断。2．中断的嵌套与优先级处理假如你正在看书，电话铃响了，同时又有人按门铃，你该先做哪样事呢？如果你正是在等一个很重要的电话，你一般不

3、会去理会门铃的；反之，如果你正在等一个重要的客人，则可能就不会去理会电话。如果不是这两者(即不等电话，也不是等人上门)，你可能会按你通常的习惯去处理。总之，这里存在一个优先级的问题。单片机中也是如此，也有优先级的问题。优先级的问题不仅发生在两个中断同时产生的情况，也发生在一个中断已产生，又有一个中断产生的情况。比如，你正接电话，有人按门铃的情况，或者你正开门与人交谈，又有电话响了的情况。这种情况下应该怎么办呢？3．中断的响应过程当有事件产生时，进入中断之前，必须先记住现在看书的页数，或拿一个书签放在当前页的位置，然后去处理不同的事情(因为处理完还要回来继续看书)：电话铃响就要到放电话

4、的地方去，门铃响就要到门那边去，也就是说，不同的中断要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。计算机中也是采用这种方法，5个中断源，每个中断产生后都到一个固定的地方去寻找处理这个中断的程序，当然在去之前首先要保存下面将要执行的指令的地址，以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。具体地说，中断响应可以分为以下几个步骤。(1)保护断点：即保存下一将要执行的指令的地址，就是把该地址送入堆栈。(2)寻找中断入口:根据5个不同的中断源所产生的中断查找5个不同的入口地址。以上工作是由计算机自动完成的,与编程者无关。在这5个入口地址处存放有中断处理程序。(3)执行中断处理程序。(4)中

5、断返回：执行完中断指令后，就从中断处返回到主程序继续执行。5.1.2中断的特点1.分时操作中断可以解决快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾，使CPU和外设同时工作。CPU在启动外设工作后继续执行主程序，同时外设也在工作，每当外设做完一件事就发出中断申请，请求CPU中断它正在执行的程序，转去执行中断服务程序(一般情况是处理输入/输出数据)，中断处理完之后，CPU恢复执行主程序，外设也继续工作。这样，CPU可启动多个外设同时工作，大大提高了CPU的效率。2.实时处理在实时控制中，现场的各种参数、信息均随时间和现场的变化而变化。这些外界变量可根据要求随时向CPU发出中断申请，请求CPU及时处

6、理，如中断条件满足，CPU马上就会响应进行相应的处理，从而实现实时处理。3.故障处理针对难以预料的情况或故障，如掉电、存储出错、运算溢出等，可通过中断系统由故障源向CPU发出中断请求，再由CPU转到相应的故障处理程序进行处理。5.2中断系统的结构与控制5.2.1中断系统的结构图5-2所示是MCS-51单片机的中断系统结构，它由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路等组成。图5-2MCS-51单片机的中断系统结构5.2.2中断系统控制1．中断源MCS-51单片机提供5个中断源，其中两个为外部中断源INT0(P3.2)、INT1(P3.3)，两个为片内定时器/计数器T0和

7、T1的溢出中断源TF0(TCON.5)、F1(TCON.7)，一个串行口发送与接收中断源TI(SCON.1)或RI(SCON.0)。这些中断源分别由TCON与SCON的相应位锁存。定时器/计数器控制寄存器TCON是定时器/计数器0和定时器/计数器1(T0、T1)的控制寄存器，它同时也用来锁存T0、T1的溢出中断源和外部中断源。如图5-3所示。图5-3TCON寄存器IT0：外部中断0触发方式控制位。IT0=0，INT0(P3.2)为低电平触发方式；IT0=1