单片机原理及应用-中断系统ppt课件.ppt

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1、中断系统5.1中断控制方式5.2MCS-51单片机的中断系统5.3中断的C51编程5.4外部中断的扩展■什么是中断生活举例：你正在家中看书——突然电话铃响了——你在书上做个记号——去接电话并和来电话的人交谈——门铃突然响了——你让打电话的人先等等——你去开门并和来人交谈——谈话结束后关好门——回到电话机旁继续通话——通话结束后放下电话——回到房间从做记号处继续看书。这是一个典型的中断现象，即正常的工作过程被某个突发事件（内部的或外部的）打断。发生中断后执行的另一工作仍然可能被新的时间打断（中断嵌套）。分析：某一特定时刻有多项任务需要一个人（CPU）做，但又不能同时做多项任务，只能采取中断

2、方式“穿插完成”。第5章中断系统■中断的基本概念所谓中断是指CPU对系统中或系统外发生的某个事件的一种响应过程，即CPU暂时停止现行程序的执行，而自动转去执行预先安排好的处理该事件的服务子程序。当处理结束后，再返回到被暂停程序的断点处，继续执行原来的程序。实现这种中断功能的硬件系统和软件系统统称为中断系统。中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理时往往用到中断系统，计算机与外部设备间传送数据及实现人机联系也常常采用中断方式。5.1中断控制方式■中断的基本概念在中断系统中，通常将CPU正常运行的程序称为主程序，把引起中断的设备或事件称为中断源。由中断源向CPU所发出的请求中断

3、的信号称为中断请求信号，CPU接受中断申请终止现行程序而转去执行中断服务程序称为中断响应，服务于中断事件的程序称为中断服务程序，也称为中断处理程序。现行程序被中断的地方称为断点，执行完中断服务程序后返回至源程序断点处称为中断返回，系统处理中断的整个过程称为中断。5.1中断控制方式■引进中断的优点◆分时操作：计算机与外部设备交换信息时，存在着高速CPU和低速外设之间处理速度的矛盾。若采用软件查询方式，则不但占用了CPU操作时间，而且响应速度慢。中断功能正好解决了这个矛盾。每当外设做完一件事后，就发出中断申请，请求CPU中断其正在执行的程序，转去执行中断服务程序。中断处理完成后，CPU恢复执

4、行主程序，外设仍然继续工作。这样，CPU就可以同时命令多个外设（如键盘、打印机等）同时工作，从而提高CPU的工作效率。5.1中断控制方式■引进中断的优点◆实时处理：在实时控制中，现场的各个参数随时间和现场情况不断变化。有了中断功能，外界的这些变化量可根据要求随时向CPU发中断请求，要求CPU及时处理，这种效果是查询方式无法做到的。◆故障处理：计算机在运行过程中，难免会出现一些无法预料的故障，如存储出错、运算溢出和电源突跳等，有了中断功能，当出现上述故障情况时，CPU就可以及时转去执行故障处理程序，自行处理故障而无需停机。5.1中断控制方式■51单片机中断源◆外部设备中断源计算机的输入/输

5、出设备，如键盘、磁盘驱动器、打印机等，可通过接口电路向CPU申请中断。◆故障源故障源是产生故障信息的来源。它作为中断源，可以使CPU以中断方式对已经发生的故障做及时处理。计算机的故障源有内部和外部之分。内部故障源一般是指执行指令时产生的错误情况，如除法中除以零，这种故障也称为内部软件中断；外部中断源主要有电源掉电等情况，当电源掉电而将至一定数值时，即发出中断请求，由计算机中断系统自动响应，并进行相应处理。5.1中断控制方式■51单片机中断源◆控制对象中断源计算机做实时控制时，被控对象常常用作中断源。例如：电压、电流、温度等超过其上限或下限时，以及继电器、开关闭合与断开时，都可以作为中断源

6、向CPU申请中断。◆定时/计数脉冲中断源定时器/计数器脉冲中断也有内部和外部之分。内部定时中断是由定时器/计数器溢出而自动产生的；外部计数中断则是由外部脉冲通过CPU的中断请求输入端引起的。5.1中断控制方式■中断系统需解决的基本问题◆中断源：中断请求信号的来源。包括中断请求信号的产生及该信号怎样被CPU有效地识别。而且要求中断请求信号产生一次，只能被CPU接收和处理一次，即不能一次中断申请被CPU多次响应。这就涉及到中断请求信号的及时撤除问题。◆中断响应与返回：CPU采集到中断请求信号后，怎样转向特定的中断服务子程序及执行完中断服务子程序怎样返回被中断的程序继续正确地执行。中断响应与返

7、回的过程中涉及到CPU响应中断的条件、现场保护等问题。5.1中断控制方式■中断系统需解决的基本问题◆优先级控制（优先级排队）：一个计算机应用系统，特别是计算机实时测控应用系统，往往有多个中断源，各中断源所要求的处理具有不同的轻重、缓急程度。与人处理问题的思路一样，希望重要紧急的事件先处理，而且如果当前处于正在处理某个事件的过程中，有更重要、更紧急的事件到来，就应当暂停当前事件的处理，转去处理新事件。这就是中断系统优先级控制所要解决的