51單片機(jī)在片設(shè)備與中斷（3）

1、當(dāng)CPU正在處理某項(xiàng)事務(wù)的時(shí)候，如果外界或內(nèi)部發(fā)生了更緊急的事件，要求CPU暫停正在處理的工作轉(zhuǎn)而去處理這個(gè)緊急事件，待處理完以后再回到原來被中斷的地方，繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷了的程序，這樣的過程稱為中斷。

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)中斷處理功能的部件稱為中斷系統(tǒng)。

（2）向CPU提出中斷請求的源稱為中斷源，51系列單片機(jī)共有5個(gè)中斷源。

（3）中斷源向CPU提出的處理請求，稱為中斷請求或中斷申請。

（4）CPU同意處理中斷請求稱為中斷響應(yīng)，處理中斷請求的程序稱為中斷服務(wù)子程序。

（5）當(dāng)CPU暫時(shí)終止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)子程序時(shí)，除了硬件自動(dòng)把斷點(diǎn)地址(16位程序計(jì)數(shù)器PC的值)壓入堆棧之外，用戶應(yīng)注意保護(hù)有關(guān)的工作寄存器、累加器、標(biāo)志位等信息，這稱為保護(hù)現(xiàn)場；在完成中斷服務(wù)子程序后，恢復(fù)有關(guān)的工作寄存器、累加器、標(biāo)志位的內(nèi)容，稱為恢復(fù)現(xiàn)場；最后執(zhí)行中斷返回指令RETI，從堆棧中自動(dòng)彈出斷點(diǎn)地址到PC，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序，稱為中斷返回。

2、基本51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，可任意分為2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)（高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)），可實(shí)現(xiàn)2級(jí)中斷服務(wù)程序嵌套。

（1）中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP的字節(jié)地址為B8H，可以位尋址。IP相應(yīng)的位為0則其對應(yīng)中斷的優(yōu)先級(jí)為低，否則優(yōu)先級(jí)為高。51單片機(jī)復(fù)位以后IP為0，各個(gè)中斷源均為低優(yōu)先級(jí)中斷。可用位操作指令或字節(jié)操作指令更改IP的內(nèi)容，以改變各中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)。

（2）中斷允許寄存器IE的字節(jié)地址為A8H，可以位尋址。51單片機(jī)的CPU對中斷源的開放或屏蔽，是由片內(nèi)的中斷允許寄存器IE控制的，51單片機(jī)復(fù)位以后，IE被清0，由用戶程序置“1”或清“0”IE相應(yīng)的位，實(shí)現(xiàn)允許或禁止相應(yīng)中斷源的中斷申請。若允許某一個(gè)中斷源中斷，除了開放中斷總的允許位EA外，必須同時(shí)使CPU開放該中斷源的中斷允許位。

（3）51單片機(jī)有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，對于每一個(gè)中斷請求源可編程為高優(yōu)先級(jí)中斷或低優(yōu)先級(jí)中斷。一個(gè)正在執(zhí)行的低優(yōu)先級(jí)中斷程序能被高優(yōu)先級(jí)的中斷源所中斷，但不能被另一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的中斷源所中斷。若CPU正在執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)的中斷，則不能被任何中斷源所中斷，一直執(zhí)行到中斷服務(wù)結(jié)束，遇到返回指令RETI。每次從中斷服務(wù)程序返回主程序后都必須再執(zhí)行一條指令后才能響應(yīng)新的中斷請求。中斷嵌套的兩條基本規(guī)則是：①低優(yōu)先級(jí)可被高優(yōu)先級(jí)中斷，而高優(yōu)先級(jí)中斷源不能被任何中斷源所中斷；②任何一種中斷(不管是高級(jí)還是低級(jí))，一旦得到響應(yīng)，不會(huì)再被它的同級(jí)中斷所中斷。

（4）當(dāng)幾個(gè)同優(yōu)先級(jí)的中斷同時(shí)申請中斷時(shí)，響應(yīng)哪一個(gè)中斷源將取決于由輔助優(yōu)先級(jí)決定的一個(gè)內(nèi)部查詢順序，具體就是中斷服務(wù)程序的入口地址越靠前（地址值越?。﹦t輔助優(yōu)先級(jí)越高。

3、如果總的中斷允許開放（即EA=1）則CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻采樣中斷標(biāo)志，并在下一個(gè)機(jī)器周期對采樣到的中斷進(jìn)行查詢。如果前一個(gè)機(jī)器周期的S5P2有中斷標(biāo)志，則在查詢周期內(nèi)便會(huì)查詢到，并按優(yōu)先級(jí)高低進(jìn)行中斷處理，如果響應(yīng)中斷，中斷系統(tǒng)將控制程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序。CPU中斷響應(yīng)是有條件的，并不是查詢到的所有中斷請求都能被立即響應(yīng)，當(dāng)遇到下列三種情況之一時(shí)，中斷響應(yīng)被封鎖：

（1）CPU正在處理相同的或更高優(yōu)先級(jí)的中斷；

（2）現(xiàn)行的機(jī)器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期；

（3）正在執(zhí)行的指令是RETI或是訪問IE或IP的指令（CPU在執(zhí)行RETI或訪問IE、IP的指令后，至少需要再執(zhí)行一條指令才會(huì)響應(yīng)新的中斷請求）。

4、TF0和TF1分別為定時(shí)/計(jì)數(shù)器0和定時(shí)/計(jì)數(shù)器1的中斷請求標(biāo)志位，在已經(jīng)開放T0/T1中斷允許且已被啟動(dòng)的前提下，T0/T1加1計(jì)滿溢出時(shí) TF0/TF1標(biāo)志位自動(dòng)置“1”；CPU 檢測到TCON中TF0/TF1變“1”后,將自動(dòng)保存當(dāng)前PC值到堆棧，并將相應(yīng)中斷服務(wù)程序入口地址000BH/001BH賦值給PC，從而在下一條指令開始執(zhí)行中斷服務(wù)；TF0/TF1標(biāo)志位由硬件自動(dòng)清“0”,以便進(jìn)行下次中斷申請。

5、IE0和IE1分別為外部中斷0和外部中斷1中斷申請標(biāo)志位。以外部中斷0為例，當(dāng)IT0為0即選擇電平觸發(fā)方式時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期的S5P2采樣-INT0，若-INT0為低電平，則IE0置“ 1”，否則IE0清“0”；當(dāng)IT0為1即選擇邊沿觸發(fā)方式時(shí)，當(dāng)前一個(gè)機(jī)器周期采樣到-INT0輸入為高，而本機(jī)器周期采樣到該引腳為低電平時(shí)，則置“1”IE0；IE0/IE1為1表示外部中斷0/1正在向CPU申請中斷。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)子程序（入口地址0003H/0013H）時(shí)，由硬件自動(dòng)清“0”IE0/IE1。

6、TI和RI分別是串行口的發(fā)送中斷和接收中斷的中斷請求標(biāo)志。

（1）在串行口以方式0發(fā)送時(shí)，每當(dāng)發(fā)送完8位數(shù)據(jù)，由硬件置“1”TI；若以方式1、方式2或方式3發(fā)送時(shí)，在發(fā)送停止位的開始時(shí)置“1”TI。TI為1表示串行口發(fā)送器正在向CPU申請中斷，而CPU響應(yīng)串口發(fā)送器中斷請求，轉(zhuǎn)向執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)并不清“0”TI，TI必須由用戶的中斷服務(wù)子程序清0（即中斷服務(wù)子程序中必須用CLR TI或ANL SCON，#0FDH等清“0”TI的指令）。

（2）若串行口接收器允許接收，并以方式0工作，每當(dāng)接收到第8位數(shù)據(jù)時(shí)置“1”RI；若以方式1、2、3工作，且(SM2)＝0時(shí)，每當(dāng)接收器接收到停止位的中間時(shí)置“1”RI，當(dāng)串行口以方式2或方式3進(jìn)行工作，且(SM2)＝1時(shí)僅當(dāng)接收到的第9位數(shù)據(jù)RB8為1后，同時(shí)還要在接收到停止位的中間位置“1”RI。RI為1表示串行口接收器正在向CPU申請中斷，而CPU響應(yīng)串口接收器中斷請求，轉(zhuǎn)向執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)并不清“0”RI，RI必須由用戶的中斷服務(wù)子程序清0（即中斷服務(wù)子程序中必須用CLR RI或ANL SCON，#0FEH等清“0”RI的指令）。

（3）實(shí)際上串口發(fā)送器中斷請求和串口接收器中斷請求對應(yīng)著同一個(gè)中斷服務(wù)程序入口地址0023H。在用戶的串口中斷服務(wù)子程序的開始應(yīng)首先判斷TI和RI標(biāo)志以決定本次中斷是由發(fā)送結(jié)束引起還是由接收完成引起以便進(jìn)一步轉(zhuǎn)入相應(yīng)的處理（也可能恰好即是發(fā)送結(jié)束又是接收完成）。