硬見小百科 微控制器中斷系統

2021-09-24 09:06:47 字數 3125 閱讀 3819

【硬見小百科】微控制器中斷系統

微控制器中斷系統的概念

什麼是中斷,我們從乙個生活中的例程引入。

你正在家中看書,突然**鈴響了,你放下書本,去接**,和來**的人交談,然後放下**,回來繼續看你的書。這就是生活中的「中斷」的現象,就是正常的工作過程被外部的事件打斷了。仔細研究一下生活中的中斷,對於我們學習微控制器的中斷也很有好處。

第一、什麼可經引起中斷。生活中很多事件能引起中斷:有人按了門鈴了,**鈴響了,你的鬧鐘鬧響了,你燒的水開了….等等諸如此類的事件,我們把能引起中斷的稱之為中斷源。微控制器中也有一些能引起中斷的事件,8031中一共有5個:兩個外部中斷,兩個計數/定時器中斷,乙個序列口中斷。

第二、中斷的巢狀與優先順序處理。設想一下,我們正在看書,**鈴響了,同時又有人按了門鈴,你該先做那樣呢?如果你正是在等乙個很重要的**,你一般不會去理會門鈴的,而反之,你正在等乙個重要的客人,則可能就不會去理會**了。如果不是這兩者(即不等**,也不是等人上門),你可能會按你常常的習慣去處理。總之這裡存在乙個優先順序的問題,微控制器中也是如此,也有優先順序的問題。優先順序的問題不僅僅發生在兩個中斷同時產生的情況,也發生在乙個中斷已產生,又有乙個中斷產生的情況,比如你正接**,有人按門鈴的情況,或你正開門與人交談,又有**響了情況。考慮一下我們會怎麼辦吧。

第三、中斷的響應過程。當有事件產生,進入中斷之前我們必須先記住現在看書的第幾頁了,或拿乙個書籤放在當前頁的位置,然後去處理不一樣的事情(因為處理完了,我們還要回來繼續看書):**鈴響我們要到放**的地方去,門鈴響我們要到門那邊去,也說是不一樣的中斷,我們要在不一樣的地點處理,而這個地點常常還是固定的。計算機中也是採用的這種辦法,五個中斷源,每個中斷產生後都到乙個固定的地方去找處理這個中斷的程式,當然在去之前首先要儲存下面將執行的指令的位址,以便處理完中斷後回到原來的地方繼續往下執行程式。具體地說,中斷響應能分為以下幾個步驟:1、保護斷點,即儲存下一將要執行的指令的位址,就是把這個位址送入堆疊。2、尋找中斷入口,根據5個不一樣的中斷源所產生的中斷,查詢5個不一樣的入口位址。以上工作是由計算機自動完成的,與程式設計者無關。在這5個入口位址處存放有中斷處理程式(這是程式編寫時放在那兒的,如果沒把中斷程式放在那兒,就錯了,中斷程式就不能被執行到)。3、執行中斷處理程式。4、中斷返回:執行完中斷指令後,就從中斷處返回到主程式,繼續執行。

mcs-51微控制器中斷系統的結構

5個中斷源的符號、名稱及產生的條件如下。

int0:外部中斷0,由p3.2埠線引入,低電平或下跳沿引起。

int1:外部中斷1,由p3.3埠線引入,低電平或下跳沿引起。

t0:定時器/計數器0中斷,由t0計滿回零引起。

t1:定時器/計數器l中斷,由t1計滿回零引起。

ti/ri:序列i/o中斷,串列埠完成一幀字元傳送/接收後引起。

整個中斷系統的結構框圖見下圖所示。

<51微控制器中斷系統結構》

如圖所示,由與中斷有關的特殊功能暫存器、中斷入口、次序查詢邏輯電路等組成,包括5個中斷請求源,4個用於中斷控制的暫存器ie、ip、econ和scon來控制中斷類弄、中斷的開、關和各種中斷源的優先順序確定。

中斷請求源

(1)外部中斷請求源:

即外中斷0和1,經由外部管腳引入的,在微控制器上有兩個管腳,名稱為int0、int1,也就是p3.2、p3.3這兩個管腳。在內部的tcon中有四位是與外中斷有關的。

it0:int0觸發方式控制位,可由軟體進和置位和復位,it0=0,int0為低電平觸發方式,it0=1,int0為負跳變觸發方式。這兩種方式的差異將在以後再談。

ie0:int0中斷請求標誌位。當有外部的中斷請求時,這位就會置1(這由硬體來完成),在cpu響應中斷後,由硬體將ie0清0。

it1、ie1的用途和it0、ie0相同。

(2)內部中斷請求源tf0:

定時器t0的溢位中斷標記,當t0計數產生溢位時,由硬體置位tf0。當cpu響應中斷後,再由硬體將tf0清0。

tf1:與tf0類似。

ti、ri:序列口傳送、接收中斷,在序列口中再講解。

中斷允許暫存器ie在mcs-51中斷系統中,中斷的允許或禁止是由片內可進行位定址的8位中斷允許暫存器ie來控制的。

中斷系統的控制暫存器

中斷系統有兩個控制暫存器ie和ip,它們分別用來設定各個中斷源的開啟/關閉和中斷優先順序。此外,在tcon中另有4位用於選擇引起外部中斷的條件並作為標誌位。

圖1ea:全域性中斷允許位。ea=0,關閉全部中斷;ea=1,開啟全域性中斷控制,在此條件下,由各個中斷控制位確定相應中斷的開啟或關閉。

×:無效位。

es:序列i/o中斷允許位。es=1,開啟序列i/o中斷;es=0,關閉序列i/o中斷。

etl:定時器/計數器1中斷允許位。etl=1,開啟t1中斷;etl=o,關閉t1中斷。

exl:外部中斷l中斷允許位。exl=1,開啟int1;exl=0,關閉int1。

et0:定時器/計數器0中斷允許位。et0=1,開啟t0中斷;et0=0,關閉to中斷。

exo:外部中斷0中斷允許位。ex0=1,開啟int0;ex0=0,關閉int0.

2、中斷優先暫存器–ip

ip在特殊功能暫存器中,位元組位址為b8h,位位址(由低位到高位)分別是b8h一bfh,ip用來設定各個中斷源屬於兩級中斷中的哪一級,ip的基本格式如下圖2所示:

圖2×:無效位。

ps:序列i/o中斷優先順序控制位。ps=1,高優先順序;ps=0,低優先順序。

ptl:定時器/計數器1中斷優先順序控制位。ptl=1,高優先順序;ptl=0,低優先順序。

pxl:外部中斷1中斷優先順序控制位。pxl=1,高優先順序;pxl=o,低優先順序。

pt0:定時器/計數器o中斷優先順序控制位。pt0=1,高優先順序;pto=0,低優先順序。

px0:外部中斷0中斷優先順序控制位。px0=1,高優先順序;px0=0,傷優先順序。

在mcs-51微控制器系列中,高階中斷能夠打斷低階中斷以形成中斷巢狀;同級中斷之間,或低階對高階中斷則不能形成中斷巢狀。若幾個同級中斷同時向cpu請求中斷響應,則cpu按如下順序確定響應的先後順序:

int0一t0—int1一t1一ri/t1.

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