單片機技術及應用--第五章單片機中斷系統(tǒng)(已修改)
2025-02-01 02:57 本頁面
【正文】 單 片 機 技 術 與 應 用 實 踐 第 5章 單片機中斷系統(tǒng) 中 斷 概 述 中斷系統(tǒng)的結構與控制 中斷處理過程 外部中斷源的擴展 中斷應用舉例 實 踐 訓 練 單片機技術與應用實踐 中 斷 概 述 中斷的概念 什么是中斷？我們從一個生活中的例子引入。你正在家中看書，突然電話鈴響了，你在書中做好記號后放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續(xù)看你的書。這就是生活中的“中斷”現(xiàn)象。“某人看書”就好比執(zhí)行主程序；“電話鈴響”就好比中斷請求，產生中斷信號；“暫停看書”好比中斷響應，要求暫停執(zhí)行主程序；“書中作記號”好比保護斷點，要求當前 PC入棧；“電話談話”好比中斷處理，要求執(zhí)行中斷服務程序；“回來繼續(xù)看書”好比中斷返回，要求返回主程序。這個例子實際上包含了單片機處理中斷的 4個步驟：中斷請求、中斷響應、中斷處理和中斷返回，如圖 51所示。 圖 51 中斷響應的過程 中斷的概念 : 1．中斷源 生活中很多事件可以引起中斷：有人按了門鈴，電話鈴響了，你的鬧鐘響了，你燒的水開了等諸如此類的事件。我們把可以引起中斷的事件稱為中斷源。單片機中也有一些可以引起中斷的事件， 8051中一共有 5個中斷源：兩個外部中斷，兩個計數(shù)器 /定時器中斷，一個串行口中斷。 2．中斷的嵌套與優(yōu)先級處理 假如你正在看書，電話鈴響了，同時又有人按門鈴，你該先做哪樣事呢？如果你正是在等一個很重要的電話，你一般不會去理會門鈴的；反之，如果你正在等一個重要的客人，則可能就不會去理會電話。如果不是這兩者 (即不等電話，也不是等人上門 )，你可能會按你通常的習慣去處理?？傊@里存在一個優(yōu)先級的問題。單片機中也是如此，也有優(yōu)先級的問題。優(yōu)先級的問題不僅發(fā)生在兩個中斷同時產生的情況，也發(fā)生在一個中斷已產生，又有一個中斷產生的情況。比如，你正接電話，有人按門鈴的情況，或者你正開門與人交談，又有電話響了的情況。這種情況下應該怎么辦呢？ 3．中斷的響應過程 當有事件產生時，進入中斷之前，必須先記住現(xiàn)在看書的頁數(shù)，或拿一個書簽放在當前頁的位置，然后去處理不同的事情 (因為處理完還要回來繼續(xù)看書 )：電話鈴響就要到放電話的地方去，門鈴響就要到門那邊去，也就是說，不同的中斷要在不同的地點處理，而這個地點通常還是固定的。計算機中也是采用這種方法， 5個中斷源，每個中斷產生后都到一個固定的地方去尋找處理這個中斷的程序，當然在去之前首先要保存下面將要執(zhí)行的指令的地址，以便處理完中斷后回到原來的地方繼續(xù)往下執(zhí)行程序。具體地說，中斷響應可以分為以下幾個步驟。 (1)保護斷點：即保存下一將要執(zhí)行的指令的地址，就是把該地址送入堆棧。 (2)尋找中斷入口 :根據(jù) 5個不同的中斷源所產生的中斷查找 5個不同的入口 地 址。以上工作是由計算機自動完成的 ,與編程者無關。在這 5個入口地址處存放有中斷處理程序。 (3)執(zhí)行中斷處理程序。 (4)中斷返回：執(zhí)行完中斷指令后，就從中斷處返回到主程序繼續(xù)執(zhí)行。 中斷的特點 1. 分時操作 中斷可以解決快速的 CPU與慢速的外設之間的矛盾，使 CPU和外設同時工作。 CPU在啟動外設工作后繼續(xù)執(zhí)行主程序，同時外設也在工作，每當外設做完一件事就發(fā)出中斷申請，請求 CPU中斷它正在執(zhí)行的程序，轉去執(zhí)行中斷服務程序 (一般情況是處理輸入 /輸出數(shù)據(jù) )，中斷處理完之后， CPU恢復執(zhí)行主程序，外設也繼續(xù)工作。這樣，CPU可啟動多個外設同時工作，大大提高了 CPU的效率。 2. 實時處理 在實時控制中，現(xiàn)場的各種參數(shù)、信息均隨時間和現(xiàn)場的變化而變化。這些外界變量可根據(jù)要求隨時向 CPU發(fā)出中斷申請，請求 CPU及時處理，如中斷條件滿足， CPU馬上就會響應進行相應的處理，從而實現(xiàn)實時處理。 3. 故障處理 針對難以預料的情況或故障，如掉電、存儲出錯、運算溢出等，可通過中斷系統(tǒng)由故障源向 CPU發(fā)出中斷請求，再由 CPU轉到相應的故障處理程序進行處理。 中斷系統(tǒng)的結構與控制 中斷系統(tǒng)的結構 圖 52所示是 MCS51單片機的中斷系統(tǒng)結構，它由與中斷有關的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路等組成。 圖 52 MCS51單片機的中斷系統(tǒng)結構 中斷系統(tǒng)控制 1．中斷源 MCS51單片機提供 5個中斷源，其中兩個為外部中斷源 INT0 ()、 INT1 ()，兩個為片內定時器 /計數(shù)器 T0和 T1的溢出中斷源 TF0()、 F1()，一個串行口發(fā)送與接收中斷源 TI()或 RI()。這些中斷源分別由 TCON與 SCON的相應位鎖存。定時器 /計數(shù)器控制寄存器 TCON是定時器 /計數(shù)器 0和定時器 /計數(shù)器1(T0、 T1)的控制寄存器，它同時也用來鎖存 T0、 T1的溢出中斷源和外部中斷源。如圖53所示。 圖 53 TCON寄存器 ? IT0：外部中斷 0觸發(fā)方式控制位。 IT0=0， INT0 ()為低電平觸發(fā)方式； IT0=1， INT0 ()為負跳變觸發(fā)方式。 ? IE0：外部中斷 0標志位。 IE0=1，外部中斷 0向 CPU請求中斷。 ? IT1：外部中斷 1觸發(fā)方式控制位。 ? IE1：外部中斷 1標志位。 ? TF0： T0中斷溢出標志位。 T0溢出硬件置 1，響應中斷后硬件清 0(在查詢方式下軟件清 0)。 ? TF1： T1中斷溢出標志位，功能同 TF0。 ? TR0： T0的啟?？刂莆?。 ? TR1： T1的啟停控制位。 2. 中斷源的自然優(yōu)先級與中斷
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1