单片机原理及利用 – 中断零碎

中断就是对 紧急事件 的实时处理 能力，中断响应和处理过程：

1. 中断请求源 收回中断请求
2. 如果中断请求被容许，单片机 暂停停止以后正在执行的主程序保留状态
3. 转向中断服务处理程序 解决中断服务申请
4. 解决完中断请求后，回到原来被停止程序之处 （断点）， 继续执行 被中断的程序

硬件主动生成一条 长调用指令 LCALL addr16;，addr16 就是程序存储区中的 中断入口地址，而后 CPU 执行该指令，首先将 PC 的内容压入堆栈爱护断点，再将中断入口地址装入 PC，使程序转向响应中断请求的中断入口地址，通常中断入口地址处寄存的是无条件转移指令，使得程序执行转向到中断服务程序入口

劣势 ： 没有中断 时须要定时查问是否有服务申请产生，应用中断 时能够缩小定时查问工夫，进步了 工作效率 和实时性

每个 中断源 都能够用软件独立地管制为容许中断或关中断，每一个中断源的 中断优先级 均可用软件设置

中断请求源

中断请求标记寄存器

TCON 寄存器

TCON 为定时器 / 计数器的管制寄存器，用于管制 T0 T1 的启动和进行计数，同时蕴含了 T0 T1 的状态，字节地址为 88H，可位寻址

• TF1：定时器 / 计数器 T1 的溢出中断请求标记位
• TR1: 计数运行管制位
• TF0：定时器 / 计数器 T0 的溢出中断请求标记位
• TR0：计数运行管制位
• IE1：内部中断请求 1 的中断请求标记位
• IT1：抉择内部中断请求 1 的中断请求标记位
• IE0：内部中断请求 0 中断请求标记位
• IT0：抉择内部中断请求 0 中断请求标记位

溢出中断请求标记位：当启动 T1/T0 计数后从初值开始加 1 计数，当最高位产生溢出后由硬件使 TF1/TF0 置 1，而后向 CPU 申请中断请求，CPU 响应中断使得 TF1/TF0 标记由硬件主动清 0，TF1/TF0 也可由软件清 0

计数运行管制位 ：TR1/TR0 = 1 启动 定时器 / 计数器工作的必要条件，TR1/TR0 = 0 进行 定时器 / 计数器工作

IT0/IT1 = 0，电平触发 ，加到引脚 INT0* 的内部中断请求输出信号为 低电平 无效，并把 IE1 置为 1，转向中断服务程序时，硬件主动把 IE1 清 0
IT0/IT1 = 1，跳沿触发 ，加到引脚 INT0* 的内部中断请求输出信号 电平从高到低的负跳变 无效，并把 IE1 置为 1，转向中断服务程序时，硬件主动把 IE1 清 0

SCON 寄存器

SCON 为串行口管制寄存器，字节地址为 98H，可位寻址，低 2 位锁存串行口的 发送中断 和接管中断 的中断请求标记 TI 和 RI

• TI：串行口的发送中断请求标记位，
• RI：串行口的承受中断请求标记位，

TMOD 寄存器

TMOD 寄存器用于抉择定时器 / 计数器 T0 T1 的 工作模式 和工作办法

• GATE：门控位，0 时仅由运行管制位 TRx 来管制定时器 / 计数器运行，1 时用外中断引脚（INT0* 和 INT1*）上的电平和运行管制位 TRx 独特管制定时器 / 计数器运行
• C/T* ：计数器模式和定时器模式抉择位，0 为定时器工作模式，1 为计数器工作模式
• M1 M0：工作形式抉择位
  

中断请求与中断优先级管制

中断容许寄存器 IE

• EA：中断容许总开关管制位，1 开，0 闭
• ES：串行口中断管制位，
• ET1：定时器 / 计数器 T1 的溢出中断容许位
• EX1：内部中断 1 中断容许位
• ET0：定时器 / 计数器 T0 的溢出中断容许位
• EX0：内部中断 0 中断容许位

单片机复位后，IE 被清 0，所有中断请求被禁止，能够应用指令 SETB bit; CLR bit; 关上或敞开中断请求，也能够用 字节操作 指令实现

中断优先级寄存器 IP

AT89S51 的中断请求源有 两个中断优先级 ，每一个中断请求源可由软件设置为 高优先级中断 或低优先级中断，也可实现两级中断嵌套

两级中断嵌套：AT89S51 正在执行低优先级中断的服务程序时，可被高优先级中断请求所中断，待高优先级中断处理完毕后，再返回低优先级中断服务程序

AT89S51 复位后 IP 内容为 0，各个中断源均为 低优先级 中断

各中断源的中断优先级两个根本规定：

1. 低优先级可被高优先级中断，高优先级不能被低优先级
2. 任何中断一旦失去响应，不会再被它的同级中断源所中断

• PS：串行口中断优先级管制位
• PT1：定时器 T1 中断优先级管制位
• PX1：内部中断 1 中断优先级管制位
• PT0：定时器 T0 中断优先级管制位
• PX0：内部中断 0 中断优先级管制位

响应中断请求的条件

中断请求被容许的条件：

1. 总中断容许，即 IE 寄存器中的 EA = 1
2. 该中断源 收回中断请求 ，即 对应中断请求标记 = 1
3. 该 中断源中断容许位 = 1，即该 中断被容许
4. 无 同级 或更高级 中断正在被服务

中断请求被封闭的条件：

1. CPU 正在 解决同级或更高级中断
2. 所查问的机器周期 不是正在执行指令的最初一个机器周期，确保指令执行完整性
3. 正在执行 RETI 或是拜访 IE 或 IP 的指令

内部中断触发形式

电平触发

内部中断申请触发器的状态随着 CPU 在每个机器周期采样到的 内部中断输出引脚的电平 变动而变动，能进步 CPU 对外部中断请求的响应速度

跳沿触发

内部中断申请触发器能 锁存 内部中断输出线上的 负跳变 ，即使 CPU 临时不能响应，中断请求标记也不会失落，适宜以 负脉冲模式输出 的内部中断请求

中断请求的撤销

定时器 / 计数器中断请求的撤销

定时器 / 计数器中断的中断请求被响应后，硬件会主动把 中断请求标记位（TF0 或 TF1）清 0，定时器 / 计数器中断请求是主动撤销的

内部中断请求的撤销

1. 跳沿形式 内部中断请求的撤销：包含 中断标记位清 0和 外中断信号的撤销 ， 中断标记位清 0 是在中断响应后由硬件主动实现的，外中断请求信号的撤销 因为跳沿信号过后主动隐没了，因而也是主动撤销的
2. 电平形式 内部中断请求的撤销：中断请求标记的撤销是主动的，但中断请求信号的低电平可能持续存在，须要利用电路在中断响应后把中断请求信号输出引脚从 低电平 强制改成 高电平
3. 串行口 中断请求的撤销：只能够应用软件形式 CLR TI; CLR RI; 分明中断标记位

定时器 / 计数器构造

定时器 / 计数器 T0 和 T1 别离由 TH0 TL0 和 TH1 TL1 组成

定时器 / 计数器 4 种工作形式

形式 0 和形式 1 在计数溢出后 计数器会变为 0，从新开始计数

形式 2 和形式 3 在计数溢出后会 主动复原初值

形式 0

M1 M0 为 00 时，定时器 / 计数器被设置为工作形式 0，此时为 13 位 定时器 / 计数器，由 TLx 低 5 位 和 THx 高 8 位 形成，TLx 低 5 位溢出则向 THx 进位，THx 溢出则把 TCON 中溢出标记位 TFx 置 1

形式 1

M1 M0 为 01 时，定时器 / 计数器被设置为工作形式 1，此时为 16 位 定时器 / 计数器，由 THx 高 8 位 和 TLx 低 8 位 形成，TLx 低 8 位溢出则向 THx 进位，THx 溢出则把 TCON 中溢出标记位 TFx 置 1

形式 2

M1 M0 为 10 时，定时器 / 计数器被设置为工作形式 2，此时为 主动复原初值的 8 位 定时器 / 计数器，TLx 作为 常数缓冲器，当 TLx 计数溢出时，溢出标记 TFx 置 1 的同时，主动将 THx 的初值送至 TLx，使得 TLx 从新计数

形式 3

M1 M0 为 11 时，定时器 / 计数器被设置为工作形式 3，此时 减少了一个附加的 8 位定时器 / 计数器，使得 AT89S51 具备 3 个定时器 / 计数器