1、第12講單片機中斷系統(tǒng)亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程單片機中斷系統(tǒng)本講任務： 了解中斷概念，以INT外部中斷為例詳細講解中斷程序的編寫方法。亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程引言單片機中的中斷系統(tǒng)是解決突發(fā)事件和多任務實時處理的最佳方法，熟練掌握中斷技術(shù)的應用是一個合格電子工程師必備的能力。亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程為什么要引入中斷原因亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程 一個高速主機和一個低速外設(shè)連接時，效率

2、極低，低速外設(shè)工作時無端占用大量CPU時間。一個高速主機和多個低速外設(shè)連接時，高速主機無法進行多任務并行處理。中斷概念的引出1、生活中的中斷法例子。2、中斷的概念：CPU在處理某一事件A時，發(fā)生了另一事件B的請求（中斷請求）；CPU暫時中斷當前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應和中斷服務）；待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷 。亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程中斷源：引起CPU中斷的根源或原因。中斷源向CPU

3、提出中斷請求。中斷發(fā)生的時刻是不能事先確定的。中斷源亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請求。CPU暫時中斷原來的事務A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點），稱為中斷返回。實現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機構(gòu)）。中斷的優(yōu)點亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程早期的計算機系統(tǒng)是不包含中斷系統(tǒng)的。后來為了解決快速主機與慢速外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送問題，引入了中斷系統(tǒng)，它的優(yōu)點：分時操作。CPU可以分時為多個外設(shè)服務，提高了計算

4、機的利用率；實時響應。CPU能夠及時處理應用系統(tǒng)的隨機事件，系統(tǒng)的實時性大大增強；可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力，從而使系統(tǒng)可靠性提高。中斷傳送方式特點亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程數(shù)據(jù)傳送的雙方平時各自做自己的工作，一旦甲方要求與乙方進行數(shù)據(jù)傳送，就主動發(fā)出信號提出申請，乙方接到申請后若同意傳送，安排好當前的工作，再響應與甲方發(fā)生數(shù)據(jù)傳送。完事后，回去繼續(xù)做打斷前的工作。中斷功能強弱是計算機性能優(yōu)劣的重要標志提高CPU效率 解決速速度矛實現(xiàn)并行工作 應應突發(fā)事件中斷涉及的幾個環(huán)節(jié)亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開

5、發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程中斷涉及的幾個環(huán)節(jié)中斷源 （前面提到的甲方）中斷申請 （甲方發(fā)出信號提出申請）開放中斷 （乙方同意傳送）保護現(xiàn)場 （安排好當前的工作）中斷服務 （響應乙方的要求）恢復現(xiàn)場 （完事后，回去）中斷返回 （繼續(xù)做打斷前的工作）亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程80C51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源（8052有 6個） ，2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷嵌套 。1、（P3.2）可由IT0(TCON.0)選擇其為低電平有效還是下降沿有效

6、。當CPU檢測到P3.2引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標志IE0(TCON.1)置1，向CPU申請中斷。2、(P3.3）可由IT1(TCON.2)選擇其為低電平有效還是下降沿有效。當CPU檢測到P3.3引腳上出現(xiàn)有效的中斷信號時，中斷標志IE1(TCON.3置1,向CPU申請中斷。3、TF0（TCON.5），片內(nèi)定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標志。當定時/計數(shù)器T0發(fā)生溢出時，置位TF0，并向CPU申請中斷。4、TF1（TCON.7），片內(nèi)定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標志。當定時/計數(shù)器T1發(fā)生溢出時，置位TF1，并向CPU申請中斷。5、RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中斷請

7、求標志。當串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時置位RI或當串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI，向CPU申請中斷。中斷允許控制亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。EX0(IE.0)，外部中斷0允許位；ET0(IE.1)，定時/計數(shù)器T0中斷允許位；EX1(IE.2)，外部中斷0允許位；ET1(IE.3)，定時/計數(shù)器T1中斷允許位；ES（IE.4)，串行口中斷允許位；EA (IE.7)， CPU中斷允許（總允許）位。亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套

8、視頻教程n定時器定時器/計數(shù)器控制寄存器計數(shù)器控制寄存器TCON位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0功能TF1TR1TF0TR0TE1IT1IE0IT0nIT0和IT1是設(shè)置外部中斷的觸發(fā)方式。n當其為0時，為低電平觸發(fā)方式n當其為1時，為負跳變觸發(fā)方式。nIE0和IE1是外部中斷標志位n其他的是定時/計數(shù)器的控制。nTF0和TF1是定時器的中斷標志。nTR1和TR0是打開相應的定時器中斷優(yōu)先級控制亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程80C51單片機有兩個中斷優(yōu)先級，即可實現(xiàn)二級中斷服務嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器I

9、P中的相應位的狀態(tài)來規(guī)定的 。PX0（IP.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT0（IP.1），定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位；PX1（IP.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位；PT1（IP.3），定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位；PS （IP.4），串行口優(yōu)先級設(shè)定位；PT2 (IP.5) ，定時/計數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程同一優(yōu)先級中的中斷申請不止一個時，則有中斷優(yōu)先權(quán)排隊問題。同一優(yōu)先級的中斷優(yōu)先權(quán)排隊，由中斷系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級形成，其排列如所示：設(shè)置52單片機的4個中斷源,使他們的優(yōu)順序為T1,INT1,INT0,T0

10、.IPH = 0X08; PT1 = 1;IP = 0X40; PX1 = 1;亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程80C51單片機的中斷優(yōu)先級有三條原則：CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應優(yōu)先級別最高的中斷請求。在進行的中斷過程不能被被的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。在進行的低優(yōu)先級中斷服務，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。為了實現(xiàn)上述后兩條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個置1，表示在響應高優(yōu)先級的中斷，它將阻斷后來所有的中斷請求；另一個置1，表示在響應低優(yōu)先級中斷，它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。80C51單片

11、機中斷處理過程亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程中斷響應條件 中斷源有中斷請求； 此中斷源的中斷允許位為1； CPU開中斷（即EA=1）。以上三條同時滿足時，CPU才有可能響應中斷。中斷源：8051的中斷系統(tǒng)有5個中斷源 ，2個優(yōu)先級。STC12C5A60S2的中斷系統(tǒng)有10個中斷源，2個優(yōu)先級或4個優(yōu)先級。可實現(xiàn)二級或四級中斷服務嵌套。一次中斷過程的完整步驟亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程1、中斷請求：中斷事件一旦發(fā)生，中斷源就提交中斷請求（將中斷標志位置1），欲請求CPU暫時放下目前的工作轉(zhuǎn)向為該中斷

12、作專項服務。2、中斷使能：雖然中斷源提交了中斷請求，但是，能否得到CPU的響應，還要取決于該中斷請求能否通過若干關(guān)卡送達CPU（中斷使能位等于1，關(guān)卡放行），這些關(guān)卡有以下兩類：此中斷源的中斷允許位；全局中斷允許位。3、中斷響應：如果一路放行，則CPU響應該中斷請求，記錄斷點，跳轉(zhuǎn)到中斷服務程序。對于INT和TMR中斷，中斷響應時中斷標志位會被硬件自動清零。4、中斷處理：對中斷源進行有針對性的服務。5、中斷返回：返回到主程序斷點處，繼續(xù)執(zhí)行主程序。1、3、5由硬件自動完成。2、4是用戶編程完成。中斷響應條件為1、2同時滿足。中斷請求標記的置位和清除亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板

13、28課配套視頻教程課配套視頻教程外部中斷下降沿觸發(fā)方式條件下，在產(chǎn)生中斷請求時由硬件置位（置1）中斷請求標記，當CPU響應中斷時由硬件清除（清0 ）。電平觸發(fā)方式條件下，中斷請求標記由外部中斷源控制。具體是：當CPU檢測到INT引腳上出現(xiàn)低電平時，中斷標志IE由硬件置位，INT引腳上出現(xiàn)高電平時，中斷標志IE由硬件清除。定時器中斷計數(shù)溢出時由硬件置位中斷請求標記，當CPU響應中斷由硬件清除。串口中斷當串行口接收完一幀數(shù)據(jù)后請求中斷，由硬件置位中斷請求標記RI，RI必須由軟件清除。當串行口發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后請求中斷，由硬件置位中斷請求標記TI，TI必須由軟件清除。每個中斷源的3個位亞博科技亞博科技

14、 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程優(yōu)先級定義位：每個中斷源可以選擇中斷優(yōu)先權(quán)（Priority二選一或四選一）中斷使能位：每個中斷源均可使能（Enable）或使不能(Disable)中斷請求標記位：每個中斷源均有獨立的中斷請求標記（Flag）中斷請求標記的產(chǎn)生：中斷事件發(fā)生時，由硬件自動產(chǎn)生中斷請求標記的清除：中斷事件被響應時，由硬件自動清除全局中斷使能位亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程EA ：全局中斷使能位（總允許位）。=0：全局中斷禁止；=1：全局中斷允許。中斷服務函數(shù)亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板2

15、8課配套視頻教程課配套視頻教程中斷函數(shù)的寫法void 函數(shù)名() interrupt 中斷編號 ；亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程中斷的優(yōu)先級亞博科技亞博科技 51單片機開發(fā)板單片機開發(fā)板28課配套視頻教程課配套視頻教程如果多個中斷源同時提出了中斷請求，怎么辦？先響應高優(yōu)先級中斷源，后響應低優(yōu)先級中斷源。屬于相同優(yōu)先級的中斷源，則根據(jù)其內(nèi)部中斷查詢順序，先查詢的先響應，后查詢的后響應。注意：這個查詢是硬件自動幫我們完成的，程序員并不需要為此書寫語句。如果一個中斷源提出了中斷請求，已經(jīng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行其中斷服務程序了，期間又有一個中斷源提出了中斷請求，CPU會如何處理？如果被的中斷優(yōu)先級與當前在處理的中斷是同級的，則不予響應，待當前中斷服務程序執(zhí)行完畢后