第 7 章 MCS-51 的中断控制系统

7.1 中断的相关概念 7.2 MCS-51 中断系统结构 7.3 中断的处理过程 7.4 多外部中断源系统设计 7.5 中断系统的程序设计

与应用实例退出退出

7.1 中断的相关概念 1. 中断：单片机执行主程序时，由于某个事件的原因，暂停主程序的执行，调用相应的程序处理该事件，处理完毕后再自动继续执行主程序的过程。

中断处理

响应

返回

执行主程序

继续执行主程序

2 ．中断的嵌套：执行一个中断时又被另一个事件打断，暂停该中断处理过程转去处理这个更重要的事件，处理完毕之后再继续处理本中断的过程，叫作中断的嵌套。

图 7-2 中断嵌套过程

响应低级中断请求

返回主程序

主程序

继续执行主程序

响应高级中断请求

返回低级中断程序

低级中断程序

断点 断点

继续执行

高级中断服务程序

RETI RETI

3 ．中断的优先级：不同事件的重要程度 4 ．中断源：可以引起中断的事件 5 ．中断服务程序：为了处理中断而编写的程序 中断向量：对应中断服务程序的入口地址被 称为中断向量。

6 ．中断请求：中断源对主程序或中断服务程序提出中断要求

中断响应：主程序或中断服务程序接受中断请求，去执行中断服务程序

中断返回：中断服务程序执行完毕后回到主程序或者次一级别中断服务程序

7 ．中断系统 ：实现中断处理功能的软、硬件系统

7.2 MCS-51中断系统结构

IE0

≥1

IE1

INT0

TF0

INT1

TF1

T1

R1

0

1IT0

0

1IT1

EX0

ET0

EX1

ET1

ES

EA

中断源开放 中断开放中断优先级寄存器

查询硬件

中断源

中断源

中断允许寄存器

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

PX0

PT0

PX1

PT1

PS

高级中断请求

中断向量

低级中断请求

中断向量

5 个中断请求源， 2 个中断优先级。完成中断功能的特殊功能寄存器有：中断源寄存器 TCON 、 SCON ；中断允许控制寄存器IE ；中断优先级控制寄存器 IP 。

7.2.1 中断请求源与中断源寄存器：中断请求源： (P3.2 、 12 引脚 ) 、 (P3.313 引脚 ) 、 TF0 、 TF1 、 TI 或 RI 。中断源寄存器： TCON 和 SCON

INT0

INT1

定时器定时器 // 计数器控制寄存器计数器控制寄存器 TCONTCON ：：

锁存了外部中断源及其触发方式、定时器锁存了外部中断源及其触发方式、定时器 T0T0 和和 T1T1 溢溢出中断。出中断。 TCONTCON 寄存器中的寄存器中的 IE0IE0 、、 IT0IT0 、、 IE1IE1 、、 IT1IT1 。。TCONTCON 中的位格式如下：中的位格式如下：

TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

IE0IE0 ：为外部中断：为外部中断 /INT0/INT0 的请求标志位。当的请求标志位。当 /INT0/INT0 引脚引脚上出现中断请求信号（低电平或脉冲下降沿）时，硬件上出现中断请求信号（低电平或脉冲下降沿）时，硬件自动将自动将 IE0IE0 置“置“ 1”1” ，产生中断请求标志。，产生中断请求标志。

IT0IT0 ：外部中断：外部中断 /INT0/INT0 触发方式控制位。由软件来置“触发方式控制位。由软件来置“1”1” 或清“或清“ 0”0” ，以控制外部中断，以控制外部中断 /INT0/INT0 的触发方式。当的触发方式。当 ITIT

0=1 0=1 时，外部中断时，外部中断 /INT0/INT0 为下降沿触发。当为下降沿触发。当 IT0=0IT0=0 时，时，外部中断外部中断 /INT0/INT0 为电平触发。即外部中断为电平触发。即外部中断 /INT0/INT0 出现低出现低电平时，触发电平时，触发 IE0IE0 ，使其为“，使其为“ 0”0” 。。

IE1IE1 ：外部中断：外部中断 /INT1/INT1 的请求标志位。功能与的请求标志位。功能与 IE0IE0 相同相同。。

IT1IT1 ：外部中断：外部中断 /INT1/INT1 触发方式控制。功能与触发方式控制。功能与 IT0IT0 相同相同。。

串行口控制寄存器 SCON:

SCON TI RI

位地址 99H 98H

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

TITI ：串行口内部发送中断请求标志位。当串行：串行口内部发送中断请求标志位。当串行口发送完一个字符后，由内部硬件使发送中断口发送完一个字符后，由内部硬件使发送中断标志标志 TITI 置位。产生中断请求标志。置位。产生中断请求标志。RIRI ：串行口内部接收中断请求标志位。当串行：串行口内部接收中断请求标志位。当串行口接收到一个字符后，由内部硬件使接收中断口接收到一个字符后，由内部硬件使接收中断请求标志位请求标志位 RIRI 置位。产生中断请求标志。置位。产生中断请求标志。

7.2.2 中断控制与中断控制寄存器 IE 、 IP中断允许寄存器 IE:

IE EA / / ES ET1 EX1 ET0 EX0

位地址 0AFH 0ACH 0ABH 0AAH 0A9H 0A8H

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

EX0EX0 ：外部中断：外部中断 00 允许位。允许位。 EX0=1EX0=1 ，允许外部中断，允许外部中断00 中断；中断； EX0=0EX0=0 ，禁止外部中断，禁止外部中断 00 中断。中断。

ET0ET0 ：： T0T0 溢出中断允许位。溢出中断允许位。 ET0=1ET0=1 ，允许，允许 T0T0 中断；中断；ET0=0ET0=0 ，禁止，禁止 T0T0 中断。 中断。

EX1EX1 ：外部中断：外部中断 11 允许位。允许位。 EX1=1EX1=1 ，允许外部中断，允许外部中断 11中断；中断； EX1=0EX1=0 ，禁止外部中断，禁止外部中断 11 中断。中断。

ET1ET1 ：： T1T1 溢出中断允许位。溢出中断允许位。 ET1=1ET1=1 ，允许，允许 T1T1 中断；中断；ET1=0ET1=0 ，禁止，禁止 T1T1 中断。中断。

ESES ：串行中断允许位。：串行中断允许位。 ES=1ES=1 ，允许串行口中断；，允许串行口中断； EES=0S=0 ，禁止串行口中断。，禁止串行口中断。

EAEA ：中断总允许位。：中断总允许位。 EA=1EA=1 ，， CPUCPU 开放中断；开放中断； EA=EA=00 ，， CPUCPU 禁止所有的中断请求。总允许禁止所有的中断请求。总允许 EAEA 好比一好比一个总开关。个总开关。

中断优先级寄存器 IP:

IP / / / PS PT1 PX1 PT0 PX0

位地址 0BCH 0BBH 0BAH 0B9H 0B8H

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

PX0：外部中断 0优先级控制位。 PX1=1，外部中断 0为高优先级； PX0=0，为低优先级。

PT0： T0中断优先级控制位。 PT0=1，定时器 T0为高优先级； PT0=0，为低优先级。

PX1：外部中断 1优先级控制位。 PX1=1，外部中断 1为高优先级； PX1=0，为低优先级。

PT1 ： T1中断优先级控制位。 PT1=1 ，定时器 T1为高优先级； PT1=0，为低优先级。

PS：串行口中断优先级控制位。 PS=1，串行口为高优先级； PS=0，为低优先级。

MCS-51MCS-51 单片机复位后，单片机复位后， IPIP 寄存器低寄存器低 55 位全部位全部被清被清 00 ，将所有中断源设置为低优先级中断。，将所有中断源设置为低优先级中断。

同优先级时的优先级顺序如表所示。同优先级时的优先级顺序如表所示。

中 断 源 同级内的中断优先顺序

外部中断0

定时器/计数器T0溢出中断外部中断1

定时器/计数器T1溢出中断串行口中断

最 先

最 后

7.3 中断的处理过程1. 响应 : 如果没有被下述条件所阻止，将在下一个机器周期的状态周期 S1 响应激活了的最高级中断请求。

(1)CPU 正在处理相同的或更高优先级的中断。(2) 现行的机器周期不是所执行指令最后一个机器周期。(3) 正在执行的指令是 RETI 或是访问 IE 或 IP 的指令 (C

PU 在执行 RETI 或访问 IE 、 IP 的指令后，至少需要再执行一条指令才会响应新的中断请求。

如果上述条件中有一个存在， CPU 将丢弃中断查询的结果。

CPU 响应中断时，先置相应的优先级状态触发器 ( 该触发器指出 CPU 开始处理的中断优先级别 ) ，然后执行一个硬件子程序调用，使控制转移到相应的入口，中断请求源申请标志清 0(TI 和 RI 除外 ) ，硬件把程序计数器 PC 的内容压入堆栈，把中断子程序 ( 即中断服务程序 ) 的入口地址 ( 中断向量 ) 送入程序计数器 PC 。

中 断 源

外部中断0

定时器/计数器T0溢出中断外部中断1

定时器/计数器T1溢出中断串行口中断

0003H

0023H

入口地址

000BH

0013H

001BH

2. 中断服务：中断服务程序由程序员编写，用于满足用户的特定需求。

3. 中断返回： RETI 指令表示中断服务程序的结束， CPU 执行该指令时，一方面把响应中断时所置位的优先级状态触发器清 0 ，使得单片机可以继续响应别的中断请求；另—方面从栈顶弹出断点地址( 两个字节 ) 送到程序计数器 PC ， CPU 从原来中断处继续执行被中断的程序。

需要注意的是：1. 现场保护：INTPRO ： PUSH PSW ；保护程序断点处的 PSW

PUSH A ；保护程序断点处的 A

…… ；中断服务程序 POP A ；恢复程序断点处的 A

POP PSW ；恢复程序断点处的 PSW

RETI

2. . 撤除该中断请求撤除该中断请求 ::

(1) (1) 定时定时 // 计数器中断请求撤销。单片机对定时计数器中断请求撤销。单片机对定时 // 计数器计数器的溢出中断进行响应后，硬件会自动将中断请求标志位的溢出中断进行响应后，硬件会自动将中断请求标志位TF0TF0 或或 TF1TF1 清清 00 。用户无需采取其他措施。。用户无需采取其他措施。(2) (2) 串行口中断请求撤销。单片机对串行口中断进行响串行口中断请求撤销。单片机对串行口中断进行响应后，硬件不会自动将中断请求标志位应后，硬件不会自动将中断请求标志位 TITI 或或 RIRI 清清 00 。。需要用户使用软件方法，在中断服务程序中进行标志位需要用户使用软件方法，在中断服务程序中进行标志位的清的清 00操作。如：操作。如： CLR TICLR TI 或或 CLR RICLR RI等清零指令。等清零指令。(3) (3) 外部中断源中断请求撤销。对于边沿触发方式的外外部中断源中断请求撤销。对于边沿触发方式的外部中断请求，当单片机对中断请求进行响应后，硬件会部中断请求，当单片机对中断请求进行响应后，硬件会自动将中断标志自动将中断标志 IE0IE0 或者或者 IE1IE1 清清 00 ，同时外部中断信号，同时外部中断信号产生跳沿后也就随之消失。产生跳沿后也就随之消失。