微格教学课程教案

一、中断系统的基本概念

1  中断源及中断请求

2  中断优先权控制

3  中断允许与中断屏蔽

    4  中断响应与中断返回

二、外部中断

1  外部中断的方式选择

2  外部中断的系统设计应用

3  多级外部中断的扩展应用；

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使用教具

6.4.1 中断的基本概念

1．中断源及中断请求

2．中断优先权控制

3．中断允许与中断屏蔽

4．中断响应与中断返回

6.4.2 MCS-51单片机的中断系统

1．中断源

1．外部中断 INT0和INT1

外部引脚P3.2和P3.3输入,有两种触发方式：电平触发及跳变（边沿）触发。由特殊功能寄存器TCON来管理. 

TCON    D7    D6    D5    D4    D3    D2    D1    D0

(88H)    TF1    TR1    TF0    TR0    IE1    IT1    IE0    IT0

IT0（IT1）：外部中断0（或1）触发方式控制位。IT0（或IT1）被设置为0，则选择外部中断为电平触发方式；IT0（或IT1）被设置为1，则选择外部中断为边沿触发方式。

IE0（IE1）：外部中断0（或1）的中断请求标志位。 

 在电平触发方式时，CPU在每个机器周期的S5P2采样P3.2（或P3.3），若P3.2（或P3.3）引脚为高电平，则IE0（IE1）清0，若P3.2（或P3.3）引脚为低电平，则IE0（IE1）置1，向CPU请求中断；CPU响应后能够由硬件自动将IE0（或IE1）清零。在边沿触发方式时，若第一个机器周期采样到P3.2（或P3.3）引脚为高电平，第二个机器周期采样到P3.2（或P3.3）引脚为低电平时，由IT0（或IT1）置1，向CPU请求中断。

对于电平触发方式，只要P3.2（或P3.3）引脚为低电平，IE0（或IE1）就置1，请求中断，CPU响应后不能够由硬件自动将IE0（或IE1）清零。如果在中断服务程序返回时，P3.2（或P3.3）引脚还为低电平，则又会中断，这样就会出一次请求，中断多次的情况。为避免这种情况，只有在中断服务程序返回前撤消P3.2（或P3.3）的中断请求信号，即使P3.2（或P3.3）为高电平。通常通过下图所示外电路来实现 .

外部中断请求信号通过D触发器加到单片机P3.2（或P3.3）引脚上。当外部中断请求信号使D触发器的CLK端发生正跳变时，由于D端接地，Q端输出0，向单片机发出中断请求。CPU响应中断后，利用一根口线P1.0作应答线。 

并在中断服务程序中加以下两条指令来撤除中断请求。

ANL  P1.0，#0FEH

ORL  P1.0，#01H

2．定时/计数器T0和T1中断

当定时/计数器T0（或T1）溢出时，由硬件置TF0（或TF1）为“1”，向CPU发送中断请求，当CPU响应中断后，将由硬件自动清除TF0（或TF1）。

3．串行口中断

MCS-51的串行口中断源对应两个中断标志位：串行口发送中断标志位TI和串行口接收中断标志位RI。无论哪个标志位置“1”，都请求串行口中断，到底是发送中断TI还是接收中断RI，只有在中断服务程序中通过指令查询来判断。串行口中断响应后，不能由硬件自动清“0”，必须由软件对TI或RI清“0”。

2．中断允许控制

MCS-51单片机中没有专门的开中断和关中断指令，对各个中断源的允许和屏蔽是由内部的中断允许寄存器IE的各位来控制的。中断允许寄存器IE的字节地址为A8H，可以进行位寻址. 

IE        D7    D6    D5     D4        D3    D2    D1    D0

(A8H)    EA        ET2  ES     ET1    EX1    ET0    EX0

EA：中断允许总控位。EA=0，屏蔽所有的中断请求；EA=1，开放中断。 

ET2：定时器/计数器T2的溢出中断允许位

ES：串行口中断允许位。

ET1：定时器/计数器T1的溢出中断允许位。

EX1：外部中断 INT1的中断允许位。

ET0：定时器/计数器T0的溢出中断允许位。 

EX0：外部中断 INT0的中断允许位。

3．优先权控制

每个中断源有两级控制：高优先级和低优先级。通过由内部的中断优先级寄存器IP来设置.中断优先级寄存器IP的字节地址为B8H，可以进行位寻址. 

IP    D7    D6    D5    D4    D3    D2    D1    D0

(B8H)            PT2    PS    PT1    PX1    PT0    PX0

PT2：定时器/计数器T2的中断优先级控制位，只用于52子系列。

PS：串行口的中断优先级控制位。

PT1：定时器/计数器T1的中断优先级控制位。 

PX1：外部中断INT1的中断优先级控制位。

PT0：定时器/计数器T0的中断优先级控制位。

PX0：外部中断INT0的中断优先级控制位。

 如果某位被置“1”，则对应的中断源被设为高优先级；如果某位被清“0”，则对应的中断源被设为低优先级。对于同级中断源，系统有默认的优先权顺序， 

中断源                            优先级顺序

外部中断0                        最高

定时/计数器T0中断

外部中断1

定时/计数器T1中断

串行口中断

定时/计数器T2中断                最低

通过中断优先级寄存器IP改变中断源的优先级顺序可以实现两个方面的功能：改变系统中断源的优先权顺序和实现二级中断嵌套。

对于中断优先权和中断嵌套，MCS-51单片机有以下三条规定。

（1）正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断，一直到该中断服务程序结束，返回了主程序且执行了主程序中的一条指令后，CPU才响应新的中断请求。

（2）正在进行的低优先级中断服务程序能被高优先级中断请求所中断，实现两级中断嵌套。

（3）CPU同时接收到几个中断请求时，首先响应优先级最高的中断请求。

四．中断响应

1．中断响应的条件

(1) 无同级或高级中断正在处理。

(2) 现行指令执行到最后一个机器周期且已结束。

(3) 若现行指令为RETI或访问IE、IP的指令时，执行完该指令且紧随其后的另一条指令也已执行完毕。

2．中断响应过程

(1) 根据中断请求源的优先级高低，对相应的优先级状态触发器置“1”。

(2) 保护断点，即把程序计数器PC的内容压入堆栈保存。

(3) 清内部硬件可清除的中断请求标志位(IE0、IE1、TF0、TF1)。

(4) 把被响应的中断服务程序入口地址送入PC，从而转入相应的中断服务程序执行。 

各中断服务程序的入口地址见表

中断源    入口地址

外部中断0    0003H

定时/计数器0    000BH

外部中断1    0013H

定时/计数器1    001BH

串行口    0023H

定时/计数器2（仅52子系列有）    002BH

3．中断响应时间

所谓中断响应时间是指CPU检测到中断请求信号到转入中断服务程序入口所需要的机器周期。 MCS-51单片机响应中断的最短时间为3个机器周期。 

6.4.4 MCS-51中断系统的应用

【例6-9】某工业监控系统，具有温度、压力、PH值等多路监控功能，中断源的连接如图5.26所示。对于PH值，在小于7时向CPU申请中断，CPU响应中断后使P3.0引脚输出高电平，经驱动，使加碱管道电磁阀接通1秒钟，以调整PH值。

系统监控通过外中断INT0来实现，这里就涉及多个中断源的处理，处理时往往通过中断加查询的方法来实现。多个中断源通过“线或”接于 INT0上。那么无论哪个中断源提出请求，系统都会响应中断，响应后，进入中断服务程序，在中断服务程序中通过对P1口线的逐一检测来确定哪一个中断源的提出了中断请求，进一步转到对应的中断服务程序入口位置执行对应的处理程序。这里只针对PH<7时的中断构造了相应的中断服务程序INT02，接通电磁阀延时1秒钟的延时子程序DELAY已经构造好了，只须调用即可。  

汇编程序如下：（只涉及中断程序，注意外中断INT0中断允许，且为电平触发）

ORG  0003H          ；外部中断0中断服务程序入口

JB  P1.0，INT00       ；查询中断源，转对应的中断服务子程序

JB  P1.1，INT01

JB  P1.2，INT02

JB  P1.3，INT03

ORG  0080H            ；PH值超限中断服务程序

INT02：PUSH  PSW       ；保护现场

PUSH  ACC

SETB  PSW.3            ；工作寄存器设置为1组，以保护原0组的内容

SETB  P3.0              ；接通加碱管道电磁阀

ACALL  DELAY      ；调延时1秒子程序

CLR  P3.0            ；1秒钟到关加碱管道电磁阀

ANL  P1，#0BFH      

ORL  P1，#40H      ；这两条用来产生一个P1.6的负脉冲，用来撤除PH<7

                         ；的中断请求

POP  ACC

POP  PSW

RETI

C语言程序：

#include

sbit  P10=P1^0;

sbit  P11=P1^1;

sbit  P12=P1^2;

sbit  P13=P1^3;

sbit  P16=P1^6;

sbit  P30=P3^0;

void  int0()  interrupt  0  using1

{

void  int00();

void  int01();

void  int01();

void  int01();

if (P10= =1) {int00();}       //查询调用对应的函数

else  if (P11= =1) {int01();}

else  if (P12= =2) {int02();}

else  if (P13= =1) {int03();}

}