[高等教育]中斷系統(tǒng)(已修改)
2025-01-31 18:30 本頁面
【正文】 中斷的概念 ? 中斷：是指中央處理器 CPU正在執(zhí)行程序，處理某件事情的時(shí)候，外部發(fā)生了某一事件請(qǐng)求 CPU馬上處理，CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作轉(zhuǎn)入處理所發(fā)生的事件，處理完以后，再返回到原來被中斷的地方，繼續(xù)原來的工作。 ? 能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱為中斷系統(tǒng)。 ? 向 CPU 提出中斷請(qǐng)求的源稱為中斷源。 ? 中斷源向 CPU 提出的處理請(qǐng)求，稱為中斷請(qǐng)求或中斷申請(qǐng)。 ? CPU 同意處理該請(qǐng)求稱為中斷響應(yīng)，處理中斷請(qǐng)求的程序稱為中斷服務(wù)子程序。 ? 當(dāng) CPU暫時(shí)終止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序時(shí)，除了硬件自動(dòng)把斷點(diǎn) PC值（即下一條應(yīng)執(zhí)行的指令地址 )壓入堆棧之外，用戶應(yīng)注意保護(hù)有關(guān)的工作寄存器、累加器、標(biāo)志位等信息，這稱為保護(hù)現(xiàn)場； ? 在完成中斷服務(wù)子程序后，恢復(fù)有關(guān)的工作寄存器、累加器、標(biāo)志位的內(nèi)容，稱為恢復(fù)現(xiàn)場； ? 最后執(zhí)行中斷返回指令 RETI，從堆棧中自動(dòng)彈出斷點(diǎn)地址PC，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序，稱為中斷返回。 主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序執(zhí)行中斷服務(wù)程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序高級(jí)中斷低級(jí)中斷中斷 中斷返回返回( a ） 中斷響應(yīng)過程( b ） 中斷嵌套過程RETI? 優(yōu)先權(quán)：給各中斷源規(guī)定一個(gè)優(yōu)先級(jí)別，稱為優(yōu)先權(quán)。當(dāng)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的中斷源同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，計(jì)算機(jī)首先為優(yōu)先權(quán)最高的中斷源服務(wù)，服務(wù)結(jié)束后再響應(yīng)級(jí)別較低的中斷源。計(jì)算機(jī)按中斷源級(jí)別高低逐次響應(yīng)的過程稱優(yōu)先權(quán)排隊(duì)。這個(gè)過程可以通過硬件電路來實(shí)現(xiàn)，也可以通過程序查詢來實(shí)現(xiàn)。 ? 中斷嵌套： 當(dāng) CPU響應(yīng)某一中斷的請(qǐng)求而進(jìn)行中斷處理時(shí)，若有優(yōu)先權(quán)級(jí)別更高的中斷源發(fā)出中斷申請(qǐng)，CPU則中斷正在進(jìn)行的中斷服務(wù)程序，并保留這個(gè)程序的斷點(diǎn)，響應(yīng)高級(jí)中斷，在高級(jí)中斷處理完以后，再繼續(xù)執(zhí)行被中斷的中斷服務(wù)程序（如圖 51(b)所示）。中斷申請(qǐng)的中斷源的優(yōu)先權(quán)級(jí)別與正在處理的中斷源同級(jí)或更低時(shí)， CPU暫時(shí)不響應(yīng)這個(gè)中斷申請(qǐng)，直至正在處理的中斷服務(wù)程序執(zhí)行完以后才去處理新的中斷申請(qǐng)。 MCS51中斷系統(tǒng) ? MCS51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨型號(hào)的不同而不同，包括中斷源數(shù)目，中斷優(yōu)先級(jí)、中斷控制寄存器都有差異。典型的 89C51單片機(jī)有 5個(gè)中斷源，具有 2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。每一個(gè)中斷源可以設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)或低優(yōu)先級(jí)中斷，允許或禁止向 CPU申請(qǐng)中斷。 89C51的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 52所示。 01IT 001IT 0IE 0IE 0EX 0ET 0EX 1ET 1ES0INTTF 0TF 11INTRITIPX 0PT 0PX 1PT 1PS高級(jí)中斷請(qǐng)求低級(jí)中斷請(qǐng)求中斷查詢順序EAIE 寄存器 IP 寄存器≥ MCS51中斷源 ? 8051有 5個(gè)中斷源： 2個(gè)是引腳 ()、()輸入的外部中斷源； 3個(gè)是內(nèi)部中斷源，它們是定時(shí)器 T0、 T1和串行口的中斷請(qǐng)求源。 (1)外部中斷源 ? 上輸入的兩個(gè)外部中斷標(biāo)志和觸發(fā)方式控制位在特殊功能寄存器 TCON的低4位（見表 51）。
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