51單片機中斷系統結構

中斷請求源：

（1）外部中斷請求源：即外中斷0和1，經(jīng)由外部管腳引入的，在單片機上有兩個(gè)管腳，名稱(chēng)為INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3這兩個(gè)管腳。在內部的TCON中有四位是與外中斷有關(guān)的。IT0：INT0觸發(fā)方式控制位，可由軟件進(jìn)和置位和復位，IT0=0，INT0為低電平觸發(fā)方式，IT0=1，INT0為負跳變觸發(fā)方式。這兩種方式的差異將在以后再談。IE0：INT0中斷請求標志位。當有外部的中斷請求時(shí)，這位就會(huì )置1（這由硬件來(lái)完成），在CPU響應中斷后，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。（2）內部中斷請求源TF0：定時(shí)器T0的溢出中斷標記，當T0計數產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件置位TF0。當CPU響應中斷后，再由硬件將TF0清0。TF1：與TF0類(lèi)似。TI、RI：串行口發(fā)送、接收中斷，在串行口中再講解。2、中斷允許寄存器IE在MCS－51中斷系統中，中斷的允許或禁止是由片內可進(jìn)行位尋址的8位中斷允許寄存器IE來(lái)控制的。

其中EA是總開(kāi)關(guān)，如果它等于0，則所有中斷都不允許。ES－串行口中斷允許ET1－定時(shí)器1中斷允許EX1－外中斷1中斷允許。ET0－定時(shí)器0中斷允許EX0－外中斷0中斷允許。如果我們要設置允許外中斷1，定時(shí)器1中斷允許，其它不允許，則IE能是EAX

即8CH，當然，我們也能用位操作指令

SETB EA

SETB ET1SETB EX1

來(lái)實(shí)現它。

3、五個(gè)中斷源的自然優(yōu)先級與中斷服務(wù)入口地址外中斷0：0003H定時(shí)器0：000BH外中斷1：0013H定時(shí)器1：001BH串行口：0023H它們的自然優(yōu)先級由高到低排列。寫(xiě)到這里，大家應當明白，為什么前面有一些程序一始我們這樣寫(xiě)：

ORG 0000HLJMP START

ORG 0030H

START：。

這樣寫(xiě)的目的，就是為了讓出中斷源所占用的向量地址。當然，在程序中沒(méi)用中斷時(shí)，直接從0000H開(kāi)始寫(xiě)程序，在原理上并沒(méi)有錯，但在實(shí)際工作中最好不這樣做。優(yōu)先級：?jiǎn)纹瑱C采用了自然優(yōu)先級和人工設置高、低優(yōu)先級的策略，即能由程序員設定那些中斷是高優(yōu)先級、哪些中斷是低優(yōu)先級，由于只有兩級，必有一些中斷處于同一級別，處于同一級別的，就由自然優(yōu)先級確定。

開(kāi)機時(shí)，每個(gè)中斷都處于低優(yōu)先級，我們能用指令對優(yōu)先級進(jìn)行設置?？幢?中斷優(yōu)先級中由中斷優(yōu)先級寄存器IP來(lái)高置的，IP中某位設為1，對應的中斷就是高優(yōu)先級，不然就是低優(yōu)先級。

XX

X

PS

PT1

PX1

PT0

PX0

例：設有如下要求，將T0、外中斷1設為高優(yōu)先級，其它為低優(yōu)先級，求IP的值。IP的首3位沒(méi)用，可任意取值，設為000，后面根據要求寫(xiě)就能了XX

因此，最終，IP的值就是06H。例：在上例中，如果5個(gè)中斷請求同時(shí)發(fā)生，求中斷響應的次序。響應次序為：定時(shí)器0－＞外中斷1－＞外中斷0－＞實(shí)時(shí)器1－＞串行中斷。

MCS－51的中斷響應過(guò)程：

1、中斷響應的條件：講到這兒，我們依然對于計算機響應中斷感到神奇，我們人能響應外界的事件，是因為我們有多種“傳感器“――眼、耳能接受不一樣的信息，計算機是如何做到這點(diǎn)的呢？其實(shí)說(shuō)穿了，一點(diǎn)都不希奇，MCS51工作時(shí)，在每個(gè)機器周期中都會(huì )去查詢(xún)一下各個(gè)中斷標記，看他們是否是“1“，如果是1，就說(shuō)明有中斷請求了，所以所謂中斷，其實(shí)也是查詢(xún)，不過(guò)是每個(gè)周期都查一下而已。這要換成人來(lái)說(shuō)，就相當于你在看書(shū)的時(shí)候，每一秒鐘都會(huì )抬起頭來(lái)看一看，查問(wèn)一下，是不是有人按門(mén)鈴，是否有電話(huà)。。。。很蠢，不是嗎？可計算機本來(lái)就是這樣，它根本沒(méi)人聰明。了解了上述中斷的過(guò)程，就不難解中斷響應的條件了。在下列三種情況之一時(shí)，CPU將封鎖對中斷的響應：

CPU正在處理一個(gè)同級或更高級別的中斷請求。

現行的機器周期不是當前正執行指令的最后一個(gè)周期。我們知道，單片機有單周期、雙周期、三周期指令，當前執行指令是單字節沒(méi)有關(guān)系，如果是雙字節或四字節的，就要等整條指令都執行完了，才能響應中斷（因為中斷查詢(xún)是在每個(gè)機器周期都可能查到的）。

當前正執行的指令是返回批令（RETI）或訪(fǎng)問(wèn)IP、IE寄存器的指令，則CPU至少再執行一條指令才應中斷。這些都是與中斷有關(guān)的，如果正訪(fǎng)問(wèn)IP、IE則可能會(huì )開(kāi)、關(guān)中斷或改變中斷的優(yōu)先級，而中斷返回指令則說(shuō)明本次中斷還沒(méi)有處理完，所以都要等本指令處理結束，再執行一條指令才能響應中斷。

2、中斷響應過(guò)程CPU響應中斷時(shí)，首先把當前指令的下一條指令（就是中斷返回后將要執行的指令）的地址送入堆棧，然后根據中斷標記，將對應的中斷入口地址送入PC，PC是程序指針，CPU取指令就根據PC中的值，PC中是什么值，就會(huì )到什么地方去取指令，所以程序就會(huì )轉到中斷入口處繼續執行。這些工作都是由硬件來(lái)完成的，不必我們去考慮。這里還有個(gè)問(wèn)題，大家是否注意到，每個(gè)中斷向量地址只間隔了8個(gè)單元，如0003－000B，在如此少的空間中如何完成中斷程序呢？很簡(jiǎn)單，你在中斷處安排一個(gè)LJMP指令，不就能把中斷程序跳轉到任何地方了嗎？一個(gè)完整的主程序看起來(lái)應該是這樣的：

ORG 0000HLJMP START

ORG 0003H

LJMP INT0 ；轉外中斷0ORG 000BH

RETI ；沒(méi)有用定時(shí)器0中斷，在此放一條RETI，萬(wàn)一 “不小心“產(chǎn)生了中斷，也不會(huì )有太大的后果。。

中斷程序完成后，一定要執行一條RETI指令，執行這條指令后，CPU將會(huì )把堆棧中保存著(zhù)的地址取出，送回PC，那么程序就會(huì )從主程序的中斷處繼續往下執行了。注意：CPU所做的保護工作是很有限的，只保護了一個(gè)地址，而其它的所有東西都不保護，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中斷程序中又要用它們，還要保證回到主程序后這里面的數據還是沒(méi)執行中斷以前的數據，就得自己保護起來(lái)。

中斷系統的控制寄存器：

中斷系統有兩個(gè)控制寄存器IE和IP，它們分別用來(lái)設定各個(gè)中斷源的打開(kāi)／關(guān)閉和中斷優(yōu)先級。此外，在TCON中另有4位用于選擇引起外部中斷的條件并作為標志位。

1．中斷允許寄存器--IE

IE在特殊功能寄存器中，字節地址為A8H，位地址(由低位到高位)分別是A8H-AFH。

IE用來(lái)打開(kāi)或關(guān)斷各中斷源的中斷請求，基本格式如下圖二所示：

EA：全局中斷允許位。EA＝0，關(guān)閉全部中斷；EA＝1，打開(kāi)全局中斷控制，在此條件下，由各個(gè)中斷控制位確定相應中斷的打開(kāi)或關(guān)閉。