【文章內容簡介】 斷的中斷源的中斷允許位為 1，即此中斷源可以向 CPU申請中斷。 ? 以上是 CPU響應中斷的基本條件。若滿足， CPU一般會響應中斷，但如果有下列任何一種情況存在，則中斷響應就會受到阻斷。 ? CPU正在執(zhí)行一個同級或更高級的中斷服務程序； ? 當前的機器周期不足正在執(zhí)行指令的最后一個周期，即正在執(zhí)行的指令完成前，任何中斷請求都得不到響應； ? 正在執(zhí)行的指令是返回 ( RETI)指令或者對專用寄存器 IE、 IP進行讀／寫的指令，此時，在執(zhí)行 RETI或者讀 /寫 IE或 IP之后，不會馬上響應中斷請求。至少要再執(zhí)行一條其他指令，才會響應中斷。 ? 存在上述任何一種情況， CPU都不會馬上響應中斷。此時將該中斷請求鎖存在對應中斷源的中斷標志位中，然后在下一個機器周期再按順序查詢。 ? 在每個機器周期的 S5P2期間， CPU對各中斷源采樣，并設置相應的中斷標志位。 CPU在下一個機器周期 S6期間接優(yōu)先級順序查詢各中斷標志，如查詢到某個中斷標志為 1，將在再下一個機器周期 S1期間按優(yōu)先級進行中斷處理。中斷查詢在每個機器周期中重復執(zhí)行，如果中斷響應的基本條件已滿足，但由于上述原因之一而未被及時響應，待封鎖中斷的條件撤銷之后，由于中斷標志還存在，故仍會響應。 ? （ 2）中斷響應過程 ? 如果中斷響應條件滿足，且不存在中斷阻斷的情況，則 CPU將響應中斷。 ? 在 51單片機的中斷系統(tǒng)中有 2個優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，即“高優(yōu)先級狀態(tài)”觸發(fā)器和“低優(yōu)先級狀態(tài)”觸發(fā)器。這 2個觸發(fā)器是由硬件自動管理的，用戶不能對其編程。當 CPU響應中斷時，它首先使優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置位，這樣可以阻斷同級或低級的中斷；然后，中斷系統(tǒng)自動把斷點地址壓入堆棧保護（但不保護狀態(tài)寄存器 PSW及其他寄存器內容），再由硬件執(zhí)行一條長調用指令將對應的中斷入口裝入程序計數器PC，使程序轉向該中斷入口地址，并執(zhí)行中斷服務程序。 ? 2．中斷處理 ? 中斷處理程序（又稱“中斷服務””或“中斷子程序”）從入口地址開始執(zhí)行，直到返回指令 RETI為止．這個過程稱為“中斷處理”。此過程主要用于處理中斷源的請求，但由于中斷處理程序是由隨機事件引起的實時響應，從而使得它與一般的子程序存在一定差別。 ? 在編寫中斷服務程序時，須注意以下幾點： ? 注意保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場，因為一般主程序和中斷服務程序都可能會用到累加器、 PSW寄存器及其他一些寄存器。 CPU進人中斷服務程序后，在用到上述寄存器時，就會破壞它原來存在寄存器中的內容，一旦中斷返回，將會造成主程序的混亂，因而在進入中斷服務程序后，一般要先保護現(xiàn)場，然后再執(zhí)行中斷處理程序，井在返回主程序以前恢復現(xiàn)場。對于要保護的內容一定要全面考慮，不能遺漏。 ? 在 CPU響應中斷，使程序轉向該中斷入口地址后，通常不能從此地址開始運行中斷服務程序，因為各入口地址之間只相隔 8字節(jié)，一般的中斷服務是容納不下的。因此，最常用的方法是在中斷入口地址單元處存放一條無條件轉移指令，使程序跳轉到用戶安排的中斷眼務程序起始地址上去。這樣，可使中斷服務程序靈活地安排在 64KB程序存儲器的任何空間。 ? 若要在執(zhí)行當前中斷程序時禁止更高優(yōu)先級中斷源產生的中斷，應先用軟件關閉 CPU中斷，或屏蔽更高級中斷源的中斷，在中斷返回前再開放中斷。 ? 在保護現(xiàn)場和恢復現(xiàn)場時，為了不使現(xiàn)場數據受到破壞或者造成混亂，一般規(guī)定此時 CPU不響應新的中斷請求。這就要求在編寫中斷服務程序時，注意在保護現(xiàn)場之前要關中斷，在恢復現(xiàn)場之后開中斷。如果在中斷處理時，允許有更高級的中斷打斷它，則在保護現(xiàn)場之后再開中斷，恢復現(xiàn)場之前關中斷。 ? 3．中斷返回 ? 中斷返回是指中斷服務完成后，計算機返回到斷點（即原來斷開的位置），繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。 ? 中斷返回由專門的中斷返回指令 RETI實現(xiàn)。 ? 該指令的功能是將斷點地址取出，送回到程序計數器 PC中。另外，它還通知中斷系統(tǒng)已完成中斷處理，清除優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，并使部分中斷源標志（除TI、 RI）清 0。 ? 在中斷服務程序中，要特別注意不能用 RET指令代替 RETI指令。 ? 4．中斷請求的撤銷 ? CPU響應某中斷請求后，在中斷返回前應撤銷該中斷請求，否則會引起另一次中斷。 ? 對定時器 T0或 T1溢出中斷， CPU在響應中斷后，就用硬件清除了有關的中斷請求標志 TF0或 TFI．即中斷請求是自動撤除的，無須采取其他措施。 ? 對于邊沿觸發(fā)的外部中斷， CPU在響應中斷后，也是用硬件自動清除有關的中斷請求標志 IE0或 IEI．無須采取其他措施。 ? 對于串行口中斷， CPU響應中斷后，沒有用硬件清除 TI、 RI，故這些中斷標志不能自動撤除，而要靠軟件來清除相應的標志。 ? 以上中斷的撤銷都較簡單，只有對電平激活的外部中斷，其撤銷方法較復雜。因為在電平觸發(fā)方式中， CPU響應中斷時不會自動清除 IEl或 IE0標志，所以應在響應中斷后立即撤銷 INT0或 INT1引腳上的低電平。因為CPU對 INT0和 INT1引腳的信號不能控制，所以這個問題要通過硬件，并配合軟件來解決。圖 。外部中斷請求信號不直接加在 INT0或 INT1上，而須加在 D觸發(fā)器的 CLK中斷。由于 D端接地，當外部中斷請求的正脈沖信號出現(xiàn) CLK端時， INT0 或 INT1為低，發(fā)出中斷請求。用 S端作為應答線，當 CPU響應中斷后可用如下 2條指令： ? CLR ? SETB —— —— —— —— —— —— —— —— ? 執(zhí)行第 1條指令使 0．其持續(xù)時間為 2個機器周期，足以使 D觸發(fā)器置位，從而撤銷中斷請求。執(zhí)行第 2條指令使 1，否則 D觸發(fā)器的 S端始終有效， INT0端始終為 l，無法再次申請中斷。 ? 除此以外，還可以采用其他方法。 —— — 89 C 51IN T 0IN T 1P 1 . 0QSDCLK外部中斷請求信號 圖 撤銷電平激活的中斷方案之一 ? 5．中斷響應時間 ? 由上述可知， CPU不是在任何情況下都對中斷請求予以響應的。此外，不同的情況對中斷響應的時間也是不同的。下面以外部中斷為例，說明中斷響應的時間。 ? 在每個機器周期的 S5P2期問， INT0、 INT1端的電平分別被鎖存到TCON的 IE0、 IE1位， CPU在下一個機器周期才會查詢這些值。此時如果滿足中斷響應條件，下一條要執(zhí)行的指令將是一條硬件長調用指令LCALL，使程序轉入中斷矢量入口。調用本身要用 2個機器周期，這樣從外部中斷請求有效到開始執(zhí)行中斷服務程序的第 1條指令，至少需要 3個機器周期，這是最短的響應時間。 ? 如果遇到中斷受阻的情況，則中斷響應時間會更長一些。例如，當一個同級或更高級的中斷服務正在進行，則附加的等待時間取決了：正在進行的中斷服務程序；如果正在執(zhí)行的一條指令還沒有進行到最后一個機器周期，附加的等待時間為 l～ 3個機器周期（這是由于一條指令的量長執(zhí)行時間為 4個機器周期），如果正在執(zhí)行的是 RETI指令或者訪問 IE或IP的指令，則附加的等待時間在 5個機器周期之內（完成正在執(zhí)行的指令還需要 1個機器周期，加上完成下一條指令所需的最長時問 4個機器周期，故最長為 5個機器周期）。 ? 若系統(tǒng)中只有一個中斷源，則響應時間為 3～ 8個機器周期。如果有 2個以上中斷源同時申請中斷，則響應時間將更長。一般情況下可不考慮響應時間，但在精確定時的場合則須考慮此問題。 —— —— ? 6．擴充外部中斷源 ? 51單片機具有 2個外部中斷請求輸入端 INT0 或 INT1。在實際應用中，若外部中斷源超過 2個，就需擴充外部中斷源。這里介紹兩種比較簡單、可行的方法。 ? （ 1）利用定時器擴展外部中斷源法 ? 51單片機有 2個定時器，具有 2個內部中斷標志和外部計數引腳。將定時器設置為計數方式，計數初值設定為滿量程，一旦從外部計數引腳輸入一個負跳變信號，計數器即加 l產生溢出中斷。把外部計數輸入端 T0()或 Tl( )作擴充中斷源輸入。該定時器的溢出中斷標志及服務程序作擴充中斷源的標志和服務程序。 —— —— ? 例如：特定時器 T0設定為方式 2（自動重裝載常數）代替一個擴充外部中斷源， TH0和 TL0初值為 FFH，允許 T0中斷， CPU開放中斷，初始化程序如下： ? MOV TMOD， 06H ? MOV TL0， 0FFH ? MOV TH0， 0FFH ? SETB TR0 ? SETB ET0 ? SETB EA ? 當連接在 T0( )引腳的外部中斷請求輸入線發(fā)生負跳變時， TL0計數加 1產生溢出，置位 TF0標志，向 CPU發(fā)出中斷申請，同時 ,TH0的內容FFH送到 TL0，即 TL0恢復初值。 T0引腳每輸入 1個負跳變信號， TF0都會置 1，且向 CPU請求中斷，這就相當于邊沿觸發(fā)的外中斷源輸入了。 ? （ 2）中斷和查詢結合法 ? 采用定時器的方法有一定的局限性，只能增加 2路中斷源。如果要擴充更多的外部中斷源，可以采用中斷和查詢結合的方法。圖 部中斷源的實用方法。 89 C 51INT 0P 1 . 0P 1 . 3P 1 . 2P 1 . 1+ 5 VXI 1 XI 2 XI 3 X I 4 圖 多外部中斷源連接方法 ? 圖 ，采用一個 4“與”門電路擴充 4個外部中斷源，所有這些擴充的外部中斷源都是電平觸發(fā)方式（低電平有效）。當 4個擴充中斷源 XII～ X14中有一個或幾個出現(xiàn)低電平時，“與”門輸出為 0，使 INT1為低電平觸發(fā)中斷。在外中斷 l服務程序中，由較件按入為設定的順序（優(yōu)先級）查詢外部中斷源哪位是高電平，然后進入該中斷進行處理。 — ? ? 電子計數器在現(xiàn)實生活中應用非常的廣泛，本項目將設計一個電子計數器，單片機的 （外部中斷0） （外部中斷 1）分別連接了兩個按鍵 K1，K2，當僅按下 K1鍵時，數碼管循環(huán)顯示00→01…99→00 ，當僅按下 K2鍵時，數碼管循環(huán)顯示 99→98…00→99 ，當無鍵按下或兩個鍵都按下時，數碼管循環(huán)顯示 00。 項目 ? 電子計數器的實現(xiàn) ? 電路原理圖 圖 電子計數器電路原理圖 ? 元器件清單 序號 原件名稱 規(guī)格 數量 1 51單片機 AT89C51 1個 2 排阻尺 1個