中断系统与定时计数器

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1、第5章中断系统与定时/计数器5.1单片机中断系统5.3定时器/计数器5.2外部中断源的扩展第5章中断系统与定时、计数器5.4综合应用举例8XC51单片机中断系统5.1.1中断技术5.1.2中断系统与控制5.1.3中断响应过程5.1.4中断请求的撤消5.1单片机中断系统中断系统是计算机的重要特色之一。5.1中断技术日常事务程序中断服务程序一、中断概念：某人看书执行主程序中断过程电话铃响中断信号INTx=0中断请求暂停看书暂停执行主程序中断响应书中作记号当前PC值入栈保护断点电话谈话执行中断程序中断服务继续看书返回主程序中断返回5.1.1中断概述一、中断和中断系统CPU正在处理某件事

2、的时候，外部发生了另一事件，请求CPU迅速处理，CPU暂时停止当时的工作，转入处理所发生的事件，处理结束后，再回到原来的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断，如图5-1所示。RETI主程序中断服务中断响应中断返回中断请求图5-1中断过程示意图中断系统——实现中断功能的部件中断源——产生中断请求的根源二、中断优先级一般计算机系统允许有多个中断源。当几个中断源同时向CPU请求中断，要求服务时，就存在CPU优先响应哪一个中断请求的问题。为此系统根据中断源的轻重缓急进行排队，规定每个中断源都有一个中断优先级别，优先处理最紧急事件的中断请求。三、中断嵌套中断嵌套是指CPU正在处理一个中

3、断源请求的时候，又发生了另一个优先级比它高的中断源请求，使CPU能够暂时中止执行原来的处理程序，转而去处理优先级更高的中断请求，处理结束后，再继续执行原来的低级中断处理程序的过程。图5-2二级中断嵌套过程示意图主程序低级中断高级中断四、中断过程对于不同的计算机，中断过程可能不尽相同，但是一般应包括中断请求、中断响应、中断处理和中断返回等四个步骤。1.中断请求中断过程是由中断源向CPU发出中断请求而开始的。有效中断请求信号应该一直保持到CPU作出响应为止。2.中断响应CPU检测到中断请求信号后，在满足一定条件的情况下进行响应。其主要条件是：中断标志是否开放，是否高级中断，是否执行完

4、一条指令等。3.中断处理中断处理或称为中断服务，就是执行中断源所要求的中断服务程序。在中断服务程序中需要完成的主要工作是：①保护现场——根据需要把断点处有关存储器的内容压入堆栈，以保护主程序运行的结果。②开/关中断标志——根据CPU响应中断后开/关中断情况，适当处理中断标志，以确保保护/恢复现场的正确进行，确保所需中断嵌套的实现。③中断处理——根据中断源的要求，完成相应的任务，这是中断服务的核心。④恢复现场——在完成中断服务之后，返回被中断的主程序之前，恢复堆栈中保护的各有关寄存器的内容。4.中断返回在中断服务程序后，用一条中断返回指令（RETI），保证返回主程序继续执行被中断的

5、程序。5.1.2MCS-51中断系统与控制MCS51的51子系列（8031、8051、8751等）有5个中断源，它们有两个优先级，通过4个中断控制器（IE、IP、TCON、SCON）进行中断管理，其结构原理如图5-3所示。一、中断系统参见书P84图5.1PT1ITN1INT0T0T1IE1PX010ET0PS10ESEAET1EX1EX0RIIEIP中断源高级中断请求低级中断请求TXRXTISCON中断标志源允许总允许优先级硬件查询TF1IE0TF0TCON图5-3中断系统结构10≥中断源PT010PX110①.实现CPU与外设的速度配合;②.实现实时控制---即被控对象可以随

6、时向CPU发出请求:要求及时处理,以确保被控对象保持在最佳状态;③.实现故障的及时发现(如断电.运算出错等)处理;④.实现人机对话(如人可以通过键盘.按钮等对CPU进行干预.控制).二、MCS--51中断的实际应用主要有四个方面:三、中断源：能发出中断请求信号的各种事件。如I/O设备、定时时钟、系统故障、软件设定等。有3类共5个中断：1、外中断2个：INT0、INT1由引脚INT0（P3.2）和INT1（P3.3）引入。2、定时中断2个：T0、T1无引入端，请求在芯片内部发生。以记数溢出信号作为中断请求去置位一个溢出标志位。3、串行中断1个：RI/TI无引入端，请求在芯片内部发生

7、。接收或发送完一帧串行数据时，就产生一个中断请求。四、中断优先级控制原则和控制逻辑：中断优先级是为中断嵌套服务的。如图，MCS—51具有2级优先级。1、优先级控制原则：（1）低优先级中断不能打断高优先级的中断服务；但高优先级中断请求信号可以打断低优先级的中断服务，从而实现中断嵌套。（2）如果一个中断请求已被响应，则同级的其它中断服务将被禁止。即同级中断不能嵌套。（3）如同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定哪个中断请求被响应。查询次序为：INT0→T0→INT1→T1