(最新)ch5-中断系统

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1、第5章中断系统教学目的了解中断的基本概念和功能。掌握中断系统的结构和控制方式。掌握中断系统的中断处理过程。学习重点和难点中断响应的条件和中断优先级的应用。外部中断源的扩展方法。第5章MCS-51中断系统5.1中断的概念5.2中断的功能5.3MCS-51中断系统结构5.4MCS-51中断系统控制5.5MCS-51中断处理过程5.6中断的应用实例5.7外部中断扩展本章小结习题5.1中断的概念中断是指计算机在执行某一程序的过程中,由于计算机系统内、外的某种原因,而必须中止原程序的执行,转去执行相应的处理程序,待处理结

2、束之后,再回来继续执行被中止的原程序的过程。中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请求的来源,中断可以人为设定,也可以是为响应突发性随机事件而设置。通常有I/O设备、实时控制系统中的随机参数和信息故障源等。中断源可分为类：内部中断源和外部中断源。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。5.2中断的功能中断系统是指能实现中断功能的硬件和软件。中断系统的功能一般包括以下几个方面:中断优先级排队中断嵌套中断响应中断返回中断的特点:可以提高CPU的工作效率实现实时处理处理故障(1)中断优先级

3、优先级指CPU对两个及以上中断源中断请求的响应次序。CPU首先响应高优先级的中断请求，等到处理完后，再响应优先级低的中断请求。(2)中断嵌套中断嵌套指CPU暂停正在执行的中断服务程序，转向执行更高优先级中断请求，等处理完后，再返回来继续执行被暂停的中断服务程序。(3)中断响应中断源向CPU发出的中断请求是随机的。通常，CPU总是在每条指令的最后状态对中断请求信号进行检测,若确认有中断请求，CPU根据相关条件(如中断优先级、是否允许中断)决定是否响应这个中断请求。若允许响应，CPU在执行完相关指令后，会自动完成断

4、点地址压入堆栈、中断矢量地址送入程序计数器PC、撤除本次中断请求标志，转入执行相应中断服务程序。(4)中断返回CPU在执行中断服务程序最后的中断返回指令时，会自动弹出堆栈区中保存的断点地址，返回到中断前的原程序。5.3MCS-51中断系统结构51单片机中断系统主要由与中断有关的4个特殊功能寄存器和硬件查询电路等组成。定时器控制寄存器TCON——保存中断信息。串行口控制寄存器SCON——保存中断信息。中断允许寄存器IE——控制中断的开放和关闭。中断优先级寄存器IP——设定优先级别。硬件查询电路——判定5个中断源的

5、自然优先级别。8051单片机有5个中断源，二个中断优先级，可实现二级中断服务程序的嵌套。中断系统结构图5个中断可分为3类:(1)外部中断,(2)定时中断,(3)串口中断外部中断用来响应外部事件。INT0——外部中断0中断请求信号输入端，P3.2的第二功能。INT1——外部中断1中断请求信号输入端，P3.3的第二功能。定时器控制寄存器TCON中的ITx位决定中断请求信号是低电平有效还是下降沿有效。一旦输入信号有效，硬件自动使IEx置1，向CPU申请中断。5.4中断系统控制——外部中断类TF1TR1TF0TR0IE

6、1IT1IE0IT0TCON注意：Tx=0(电平触发方式)，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样INTx引脚若为低电平，则认为有中断申请，硬件自动使IEx置1；若为高电平，认为无中断申请或已撤除，硬件自动使IEx清0。CPU响应中断后IEx能由硬件或软件清0，但在中断返回前必须撤消INTx引脚上的低电平，否则将再次响应中断造成出错。ITx=1(边沿触发方式)，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样INTx引脚若在连续两个机器周期采样到先高电平后低电平，则认为有中断申请，硬件自动使IEx置1，中断申请;CPU响

7、应中断时，才由硬件自动清0。在边沿触发方式下，为保证CPU在两个机器周期内检测到先高后低的负跳变，输入高低电平的持续时间至少要保持12个时钟周期。5.4中断系统控制——外部中断类定时中断是由内部定时(或计数)溢出或外部定时(或计数)溢出引起的，即定时器0(T0)中断和定时器1(T1)中断。当定时器发生计数溢出时，由硬件自动使TFx置1，并申请中断。CPU响应中断后，硬件自动清0。采用软件查询方式，则由软件清0。外部计数脉冲是通过两个固定引脚来输入到单片机：T0外部计数输入端——P3.4的第二功能。当T0工作于计

8、数方式时，外部计数脉冲下降沿有效，T0进行加1计数。T1外部计数输入端——P3.5的第二功能。当T1工作于计数方式时，外部计数脉冲下降沿有效，T1进行加1计数。5.4中断系统控制——定时中断类TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCONMSBLSB串行口中断是为接收或发送串行数据而设置的。串行中断请求是在单片机芯片内部发生的：（1）当接收完一帧数据时，硬件自动使RI置1，并