[高等教育]中断系统

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1、5.1中断的概念中断：是指中央处理器CPU正在执行程序，处理某件事情的时候，外部发生了某一事件请求CPU马上处理，CPU暂时中断当前的工作转入处理所发生的事件，处理完以后，再返回到原来被中断的地方，继续原来的工作。能够实现中断处理功能的部件称为中断系统。向CPU提出中断请求的源称为中断源。中断源向CPU提出的处理请求，称为中断请求或中断申请。CPU同意处理该请求称为中断响应，处理中断请求的程序称为中断服务子程序。当CPU暂时终止正在执行的程序，转去执行中断服务子程序时，除了硬件自动把断点PC值（即下一条应执行的指令地址)压入堆栈之外，用户应注意保护有关的工作寄存器、累加器、标

2、志位等信息，这称为保护现场；在完成中断服务子程序后，恢复有关的工作寄存器、累加器、标志位的内容，称为恢复现场；最后执行中断返回指令RETI，从堆栈中自动弹出断点地址PC，继续执行被中断的程序，称为中断返回。优先权：给各中断源规定一个优先级别，称为优先权。当两个或者两个以上的中断源同时提出中断请求时，计算机首先为优先权最高的中断源服务，服务结束后再响应级别较低的中断源。计算机按中断源级别高低逐次响应的过程称优先权排队。这个过程可以通过硬件电路来实现，也可以通过程序查询来实现。中断嵌套：当CPU响应某一中断的请求而进行中断处理时，若有优先权级别更高的中断源发出中断申请，CPU则中

3、断正在进行的中断服务程序，并保留这个程序的断点，响应高级中断，在高级中断处理完以后，再继续执行被中断的中断服务程序（如图5-1(b)所示）。中断申请的中断源的优先权级别与正在处理的中断源同级或更低时，CPU暂时不响应这个中断申请，直至正在处理的中断服务程序执行完以后才去处理新的中断申请。5.2MCS-51中断系统MCS-51单片机的中断系统结构随型号的不同而不同，包括中断源数目，中断优先级、中断控制寄存器都有差异。典型的89C51单片机有5个中断源，具有2个中断优先级，可以实现二级中断嵌套。每一个中断源可以设置为高优先级或低优先级中断，允许或禁止向CPU申请中断。89C51的

4、中断系统结构如图5-2所示。5.2.1MCS-51中断源8051有5个中断源：2个是引脚(P3.2)、(P3.3)输入的外部中断源；3个是内部中断源，它们是定时器T0、T1和串行口的中断请求源。(1)外部中断源上输入的两个外部中断标志和触发方式控制位在特殊功能寄存器TCON的低4位（见表5-1）。IE1：外部中断1请求源（INT1，P3.3）标志。IE1＝1表明外部中断1正在向CPU申请中断。当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE1（边沿触发方式）。IT1：外部中断1触发方式控制位。ITl＝0：外部中断1为电平触发方式。这种方式下，INT1端输入低电平时，置位IE1，CPU在

5、每个周期都采样INT1引脚的输入电平，当采样到低电平时，置“1”IE1，采样到高电平时清“0”IE1。采用电平触发方式时，外部中断源信号必须保持低电平信号有效，直到该中断被CPU响应，同时在该中断服务程序执行完之前，外部中断源必须被清除，否则将产生另一次中断。ITl＝1，外部中断1控制为边沿（先高后低的负跳变）触发方式。这种方式CPU在每一个周期采样引脚的输入电平。如果相继的两次采样，前一个周期采样到INT1为高电平，后一个周期采样到INT1为低电平，则置“1”IE1。IE1=1表示外部中断1正在向CPU申请中断，直到该中断CPU响应时，才由硬件清“0”IE1。因为每个机器周

6、期采样一次外部中断输入电平，因此采用边沿触发方式时，外部中断源输入的高电平和低电平的时间必须保持12个时钟周期以上，才能保证被CPU检测到从高到低的跳变。IE0：外部中断0请求源（INT0，P3.2）标志。IE0=1外部中断0向CPU请求中断当CPU,响应该中断时由硬件清“0”IE0（边沿触发方式）。IT0:外部中断0触发方式控制，其控制方式与外部中断1类似。IT0=0：外部中断0为电平触发方式。IT0=1：外部中断0为边沿触发方式。（2）定时器T0、T1中断源TF1和TF0分别为定时器T1和T0的溢出标志。（2）定时器T0、T1中断源TF1和TF0分别为定时器T1和T0的溢

7、出标志。TFl：T1溢出中断标志。T1被启动计数后，从初值开始加1计数，直至计满溢出后，由硬件使TFl＝l，向CPU请求中断，此标志一直保持到CPU响应中断后，才由硬件自动清“0”。也可用软件查询该标志，并由软件清“0”。TF0：T0溢出中断标志。其操作功能类似于TF1。（3）串行口中断请求源SCON为串行口控制寄存器，其低2位锁定串行口的发送中断和接收中断的中断请求标志TI和RITI：串行发送中断标志。CPU将一个字节数据写入发送缓冲器SBUF后启动发送，每发送完一个串行帧，硬件置位TI。TI标志由软