中断系统接口

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1、《单片机原理与应用》—电子教案课题第4章中断系统、定时器/计数器和串行口4.1中断系统学时2学时授课类型理论讲授教学目标1．知识目标掌握89S51单片机中断系统结构及中断处理过程；学会编写利用中断方式实现数据输入/输出程序；了解外部中断源扩展的方法。2．能力目标通过直观教学和教师的具体讲解，培养学生的逻辑思维和抽象思维能力；培养学生归纳总结问题的能力。3．情感目标通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。教学重点1．89S51单片机中断系统结构及中断处理过程。教法采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式

2、教学过程过程设计创设情景导入：中断系统是单片机系统中重要部分，本节就着重研究8051的中断系统。了解中断的概念一、输入/输出方式及中断的概念1．输入/输出方式CPU与外设的信息交换称为输入/输出。输入/输出有三种：无条件传送方式、查询方式和中断方式。其执行过程如图4.1：（a）无条件传送方式（b）查询传送方式（c）中断传送方式图4.1输入/输出方式示意图2．中断的概念·中断CPU正在执行程序的过程中,由于CPU之外的某种原因,有必要暂停该程序的执行,转而去执行相应的处理程序,待处理程序结束之后,再返回原程序断点处继续运行的过程。·中断系统实现中断过程的软、

3、硬件系统。·中断源16《单片机原理与应用》—电子教案理解89S51中断系统结构提出中断申请的来源。中断源一般有外设、定时时钟、故障源等。·主程序与中断服务程序CPU执行的当前程序称为主程序。CPU转去对突发事件的处理程序,称为中断服务程序。·中断优先级当多个中断源同时申请中断时,为了使CPU能够按照用户的规定先处理最紧急的,然后再处理其他事件,中断系统设置有中断优先权排队电路,通过用户的设置,排在前面的中断源称为高级中断,排在后面的称为低级中断。·中断嵌套当CPU响应某一中断源请求而进入中断处理时,若更高级别的中断源发出申请,则CPU暂停现行的中断服务程序

4、,去响应优先级更高的中断,待更高级别的中断处理完毕后,再返回低级中断服务程序,继续原先的处理,这个过程称为中断嵌套。低级中断不能中断优先级高的中断,同级中断不能中断优先级相同的中断。二、89S51中断系统结构1．中断源89S51的5个中断源分别为:2个外部中断(由INT0、INT1引脚输入中断请求信号)、2个片内定时器/计数器溢出中断(T0、T1)、1个片内串行口中断(TX—发送、RX—接收)。2．中断请求标志寄存器中断系统设置有中断请求标志寄存器,它由定时器控制寄存器(TCON)和串行口控制寄存器(SCON)的若干位构成,如图所示：（a）TCON中断标志

5、（b）SCON中断标志当某一中断源发出有效的请求信号时,相应的标志位置1,否则为0。3．中断允许控制寄存器IE为了有效地控制中断过程,中断系统设置有中断允许控制寄存器IE,它控制着中断的允许与禁止。IE结构如图所示。16《单片机原理与应用》—电子教案4．中断优先级控制寄存器IP89S51有2级中断优先级,每一个中断源都可以软件设置为高级中断或低级中断,由中断优先级控制寄存器IP控制。IP寄存器结构如图所示。5．中断硬件查询电路若CPU同时接收到两个不同优先级的中断时,则先处理高级中断。若CPU同时接收的是多个同级中断时,则通过内部硬件查询逻辑电路,按查询顺

6、序确定应先响应哪一个中断请求。在同级中断中,查询顺序(由高到低)是:外部中断0、定时器T0中断、外部中断1、定时器T1中断、串行口中断。注意，这种同级中断的查询顺序只在同时申请中断时确定先后次序,但不能引起中断嵌套。三、中断的处理过程89S51中断的处理过程如图：16《单片机原理与应用》—电子教案掌握89S51中断的处理过程1．中断查询CPU在每个机器周期结束时查询中断源是否有中断申请,若没有,则继续当前任务;若有,则自动设置相应中断请求标志位。各中断源的申请信号如下表。中断源有效的申请信号设置的标志位外部中断0IT0位=0时，引脚为低电平申请中断；IT0

7、位=1时，引脚有1到0的负跳变信号申请中断IE0=1定时器T0中断当T0计满溢出时申请中断TF0=1外部中断1IT1位=0时，引脚为低电平申请中断；IT1位=1时，引脚有1到0的负跳变信号申请中断IE1=1定时器T1中断当T1计满溢出时申请中断TF1=1串行口中断当发送完一帧数据时申请中断TI=1当接收完一帧数据时申请中断RI=116《单片机原理与应用》—电子教案结合具体任务分析中断系统及其中断程序的编写2．中断的响应条件只有同时满足以下条件时，才会响应中断。·中断请求标志为1。·CPU中断开放,即EA=1且相应中断允许位=1。·无同级或更高优先级中断正在

8、被服务。·若现行指令为中断返回RETI或访问IE、IP寄存器指令,