51單片機之中斷系統

這次是關于中斷的專題啦！

中斷源：是指引起中斷的原因或者裝置。

MCS-51單片機設定了5個中斷源，其中内部有3個中斷源，包括定時/計數器T0、T1和片内序列槽，外部有兩個中斷請求輸入，當系統産生中斷時，5個中斷源的中斷請求标志分别由特殊功能寄存器TCON和SCON的相應位來鎖存。

• 定時計數器控制器TCON

既能控制定時計數器T0、T1，又能鎖存外部中斷請求标志和定時計數器T0、T1的溢出中斷标志，具有雙重功能，相關位的定義如下：

TF0：定時計數器T0溢出标志。

TF1：定時計數器T1溢出标志。

定時計數器T0、T1啟動後，當計數産生溢出時，硬體自動置位TF0、TF1标志，并請求中斷，CPU響應中斷後，這兩個标志位既可通過軟體清除，也可通過硬體自動清除。

IE1:外部中斷1請求标志。

IE0:外部中斷0請求标志。

由CPU檢測外部中斷請求，當輸入信号有效觸發後，硬體自動置位IE0，IE1标志，并請求中斷，CPU響應中斷後，這兩個标志位被硬體自動清除。

IT0：外部中斷0觸發方式選擇位。

IT1：外部中斷1觸發方式選擇位。

可用程式控制為0或1，當該位為0，外部中斷為電平觸發方式，即低電平有效；當該位為1，外部中斷為邊沿觸發方式，即下降沿有效。

• 串行口控制寄存器SCON

既是串行口控制寄存器，當串行口發生中斷請求時，SCON低兩位又能鎖存其發送中斷和接收中斷，具有雙重功能，其相關位的定義如下：

T1：串行口發送中斷标志。

當CPU向串行口的發送資料緩沖器SBUF寫入一個資料或字元時，發送器就開始發送，當發完一幀資料後，硬體自動置位TI标志，表示序列槽正在向CPU發送中斷請求，請求發送下一幀資料，該标志必須由軟體進行清0.

RI：串行口接收中斷标志

若串行口接收器允許接收，當接收器接收到一幀資料後，硬體自動置位RI标志，表示序列槽接收器正在向CPU發送中斷請求，使CPU讀取接收資料緩沖器中的資料，該标志必須由軟體進行清0。

中斷系統：單片機中用于管理各類中斷的邏輯。

中斷的優點：

1、分時操作：中斷系統解決了CPU的快速運作與慢速外設、定時計數器及序列槽之間的“定時”沖突，這樣CPU在運作主程式的同時可以令定時器、序列槽及其他外設同時工作，當出現中斷後，CPU響應中斷，停止主程式的運作，轉入執行中斷服務程式，使CPU高效而有序的工作。

2、實時處理：中斷系統使CPU能及時處理實時控制系統中的許多随機參數和資訊，它們能在任何時候向CPU發出中斷請求，要求轉向中斷程式，CPU會對變化的現場資訊進行及時響應，使CPU具有随機應變和實時處理能力。

3、故障處理：中斷系統還可以使CPU處理系統中出現的故障，進而不必進行人工幹預或停機，提高了系統的穩定性和可靠性。

• 中斷控制

中斷系統的功能主要包括以下幾點：

1、中斷的打開與關閉：

2、中斷響應（有一個中斷優先級的問題）

中斷優先級：

簡單點說就是當同時來了多個中斷的時候，CPU必須判斷哪些中斷的優先級比較高，因為一些中斷會導緻系統功能無法實作甚至故障，自然優先級就高，CPU必須先處理。

是以我們需要對特殊功能寄存器IE程式設計，用來選擇允許或禁止哪些中斷，然後可以通過中斷優先級寄存器IP進行程式設計，定義被允許中斷的優先級。

• IE：設定允許的中斷源，相關位如下：

EA: CPU總中斷允許位，為0時，禁止所有中斷；為1時允許中斷。

*ET2：MCS-52系列單片機中T2中斷允許位，為0禁止中斷；

ES：串行口中斷允許位，為0時，禁止串行口中斷；

ET1：定時/計數器T1中斷允許位，為0時，禁止中斷；

EX1： 外部中斷1中斷允許位，為0時，禁止中斷；

ET0： 定時/計數器T0中斷允許位，為0時，禁止中斷；

EX0：外部中斷0中斷允許位，為0時，禁止中斷。

• 中斷優先級寄存器IP，

用于控制不同中斷源的優先級的高低，相關位如下：

PT2:定時/計數器T2優先級設定，為0時，T2設定為低優先級；為1時，T2設定為高優先級。

PS：串行口優先級設定，為0時，串行口設定為低優先級；為1時，串行口設定為高優先；

PT1：定時/計數器T1優先級設定，為0時，T1設定為低優先級

PX1:外部中斷1優先級設定，為0時，外部中斷1設定為低優先級；

PT0：定時/計數器T0優先級設定，為0時，設為低優先級；

PX0：外部中斷0優先級設定，為0時，設為低優先級。

• CPU在響應中斷請求時遵循兩個原則：

1、對于一個正在執行的低級中斷服務程式，可以被進階中斷請求所打斷，但不能被同等優先級的中斷請求所中斷。

2、一個正在執行的進階中斷服務程式，不能被任何中斷請求所中斷，隻有在執行完此進階中斷服務程式後，傳回主程式再執行一條指令才能響應新的中斷請求。

MCS-51單片機中隻設定有兩個優先級，必然會出現幾個中斷源處于同等的優先級狀态，當CPU同時接收到幾個同等優先級中斷請求時，按照内部硬體查詢邏輯，按照自然優先順序來查詢，優先順序由高到低為：外部中斷0->定時/計數器0->外部中斷1->定時計數器1->串行口->定時計數器2.

• 中斷響應：

51單片機在每個機器周期都順序查詢每一個中斷源，若接收到中斷請求，将在緊跟着的下一個機器周期執行該中斷，但是在遇到一些情況時中斷會暫時受阻。

• 最後扯扯51單片機的外部中斷源：

1、外部中斷源端口引腳：外部中斷0，端口引腳為12（P3^2），引腳符号為INTO^

外部中斷1：端口引腳13（P3^3），引腳符号為INT1^

2、外部中斷請求方式：負邊沿觸發，使控制位IT0=1即可；

低電平觸發，使控制位IT1=0即可

• 51單片機外部中斷源應用步驟

1、設定外部中斷請求允許位，設定IE寄存器中的EA、EX1、EX0；

2、選擇合适的外部中斷請求觸發方式，設定TCON寄存器中的IT1、IT0；

3、編寫中斷服務函數，函數格式為：

傳回值  函數名（[參數]） interrupt n [using m]

#include <reg52.h>
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;
sbit key = P3^2;
sbit led = P1^0;

void delay(u16 num)
{
    u16 x ,y;
    for(x=num; x>0; --x)
        for(y=110; y>0; --y)
        {
            ;    // 延時1ms
        }
}

int main(void)
{
    TCON |= 0x01;    //設定外部中斷0觸發方式為邊沿觸發方式
    IE = 0X81;    //開放總中斷并且外部中斷0允許中斷
    while(1)
    {
        ;
    }
}

void ext_int0(void) interrupt 0
{
    delay(10);
    if(key == 0)
    {
        led =~led;
    }
    while(!key);
}