中断系统.ppt
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1、第6章 中断系统,6.1 概述 6.2 MCS - 51中断系统 6.3 中断系统的应用,6.1 概 述,1. 中断 中断是指计算机在执行某一程序的过程中, 由于计算机系统内、 外的某种原因, 而必须中止原程序的执行, 转去执行相应的处理程序, 待处理结束之后, 再回来继续执行被中止的原程序的过程。,采用了中断技术后的计算机, 可以解决CPU与外设之间速度匹配的问题, 使计算机可以及时处理系统中许多随机的参数和信息, 同时, 它也提高了计算机处理故障与应变的能力。 “中断”与“查询”相比: 执行效率 实时性 ,2. 中断源在计算机系统中可以向CPU发出中断请求的来源,1).设备中断 由组成计算
2、机应用系统的外部设备发出的中断申请,称为设备中断。 2).定时时钟 定时提出中断申请。例如,在定时控制或定时数据采集系统中,由内部或外部时钟电路定时,一旦到达规定的时间,时钟电路就向CPU发出中断申请。 3).故障源 例如:目前,微型机的内存RAM是采用半导体存储器,所以在电源掉电时,需要接入备用电源,以便保护存储器RAM中的信息、一般的做法是,在直流电源上并联电容,当电容电压因电源掉电下降到一定值时就发出中断申请,CPU响应中断执行保护现场信息的操作。,4).程序性中断源 例如,为调试程序而设置断点、单步工作等。 对于每个中断源,不仅要求能发出中断请求信号,而且这个信号还要能保持一定的时间,
3、直至CPU响应这个中断请求后才能而且必须撤消这个中断请求信号。这样既不会因CPU未及时响应而丢失中断申请信号,也不会出现多次重复中断的情况。 要求每个中断源的接口电路中有一个中断请求触发器。另外,在实际系统中,往往有多个中断源,为了增加控制的灵活性,在每个中断源的接口电路中还设置一个中断屏蔽触发器,由它控制该中断源的中断申请信号能否送到CPU。,3. 中断系统的功能,1). 实现中断及返回,2). 实现中断优先权排队,3). 实现中断嵌套,4. 中断响应的一般过程 (1) 在每条指令结束后, 系统都自动检测中断请求信号, 如果有中断请求,且CPU处于开中断状态下, 则响应中断。 (2) 保护现
4、场, 在保护现场前, 一般要关中断, 以防止现场被破坏。保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器推入堆栈。,(3) 中断服务, 即为相应的中断源服务。 (4) 恢复现场, 用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来, 在恢复现场前要关中断, 以防止现场被破坏。在恢复现场后应及时开中断。 (5) 返回, 此时 CPU将推入到堆栈的断点地址弹回到程序计数器, 从而使CPU继续执行刚才被中断的程序。,6.2 MCS - 51中断系统,总体结构 中断源 中断控制 中断处理,注:各中断允许控制位=0,开关断开; =1,开关接通,TCON,SCON,6.2.2 中断源,表 6.1 8051 中 断 源,1
5、.外部中断(IE0,IE1) 外部原因引起的 两个中断源,即外部中断0和外部中断1。它们的中断请求信号分别由引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)引入 外部中断请求有两种信号方式:电平方式和脉冲方式可通过有关控制位的定义进行规定。电平方式是低电平有效;而脉冲方式则是脉冲的下跳沿有效,51中断分为三类:,2.定时中断(TF0,TF1) 定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的 这种中断请求是在单片机芯片内部发生的, 无需在芯片上设置引入端。 3.串行中断(TI,RI) 串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。每当串行口接收或发送完一帧串行数据时,就产生一个中断请求。因此串行中断请求也是在
6、单片机芯片内部自动发生的,同样不需在芯片上设置引入端。,中断请求标志(Flag) IE0:外部中断0中断标志 TF0:定时器/计数器0中断标志 IE1:外部中断1中断标志 TF1:定时器/计数器1中断标志 TI:串行口发送中断标志 RI:串行口接收中断标志,1. 定时器控制寄存器TCON的格式(88H ),(MSB),(LSB),IT0:外部中断0触发方式选择位 0:低电平触发 1: 负跳变触发 IE0:外部中断0中断请求标志 IT1、IE1 类似 IT0、IE0 TR0:定时/计数器0运行控制位 0:停止 1:运行 TF0:定时/计数器0中断请求标志位 TR1、TF1 类似 TR0、TF0,
7、2. 串行口控制寄存器SCON的格式(98H),SM0和SM1:串行口工作方式选择位 SM2:多机通信使能位 REN: 接收允许位 TB8:发送数据位8 RB8:接收数据位8 TI: 串行口发送中断请求标志 RI: 串行口接收中断请求标志,MSB,LSB,6.2.3 中断控制,1. 中断允许控制 MCS - 51单片机有 5个中断源, 为了使每个中断源都能独立地被允许或禁止, 以便用户能灵活使用, CPU内部在每个中断信号的通道中设置了一个中断允许触发器, 它控制CPU能否响应中断。只有对应的中断允许触发器被使能(置“1”),相应的中断才能得到相应。,EX0:外部中断0允许位 ET0:定时器/
8、计数器0中断允许位 EX1:外部中断1允许位 ET1:定时器/计数器1中断允许位 ES : 串行口中断允许位 EA :中断总允许位,(MSB),(LSB),中断允许控制寄存器IE (0A8H),当系统复位后,IE全部清0,2. 中断优先级控制寄存器IP(0B8H),(MSB),(LSB),PX0:外部中断0优先级控制位 PT0:定时器/计数器中断0优先级控制位 PX1:外部中断1优先级控制位 PT1:定时器/计数器1中断优先级控制位 PS : 串行口中断优先级控制位,当系统复位后,IP全部清0, 将所有中断源设置为低优先级中断,当两个以上的中断源同时提出申请时,CPU到底相应哪个中断呢? 中断
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