51之中断

2023-05-16

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51单片机的中断系统。

选用的单片机型号是:HC6800-ES V2.0

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一、中断的概念
CPU在处理某一事件A时, 发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生);
CPU暂时中断当前工作, 转去助理处理事件B(中断响应和中断服务);
待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A(中断返回),

这一过程称为中断 。


引起CPU中断的根源,称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。
CPU暂时中断原来的事务A,转去处理事件B。
对事件B处理完毕后,再回到原来被中断的地方(即断点),称为中断返回。
实现上述中断功能的部件称为中断系统。


随着计算机技术的应用,人们发现中断技术不仅解决了快速主机与慢速I/O设备的数据传送问题,
而且还具有如下优点:
1, 分时操作。CPU可以分时为多个I/O设备服务,提高了计算机的利用率;
2, 实时响应。CPU能够及时处理应用系统的随机事件,系统的实时性大大增强;
3, 可靠性高。CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能力,从而使系统可靠性提高。


89C51/52的中断系统有5个中断源 ,2个优先级,可实现二级中断嵌套。 
5个中断源分别为:
1, 外部中断0(/INT0);
2, 定时/计数器0(T0);
3, 外部中断1(/INT1);
4, 定时/计数器1(T1);
5, 串行口(RX & TX);


(/INT0):(P3.2)可由IT0(TCON.0)选择其为低电平有效还是下降沿有效。
当CPU检测到P3.2引脚上出现有效的中断信号时,中断标志IE0(TCON.1)置1,向CPU申请中断。


(/INT1):(P3.3)可由IT1(TCON.2)选择其为低电平有效还是下降沿有效。
当CPU检测到P3.3引脚上出现有效的中断信号时,中断标志IE1(TCON.3)置1,向CPU申请中断。


TF0(TCON.5),片内定时/计数器T0溢出中断请求标志。
当定时/计数器T0发生溢出时,置位TF0,并向CPU申请中断。


TF1(TCON.7),片内定时/计数器T1溢出中断请求标志。
当定时/计数器T1发生溢出时,置位TF1,并向CPU申请中断。


RI(SCON.0)或TI(SCON.1),串行口中断请求标志。
当串行口接收完一帧串行数据时置位RI或当串行口发送完一帧串行数据时置位TI,向CPU申请中断。 


二、中断允许控制。


    CPU对中断系统所有中断以及某个中断源的开放和屏蔽
是由中断允许寄存器IE控制的。 字节地址A8H。


(第一位:0)EX0(IE.0),外部中断0允许位;
(第二位:1)ET0(IE.1),定时/计数器T0中断允许位; 
(第三位:2)EX1(IE.2),外部中断0允许位;
(第四位:3)ET1(IE.3),定时/计数器T1中断允许位;
(第五位:4)ES(IE.4),串行口中断允许位;
第六位和第七位为空。
(第八位:7)EA (IE.7), CPU中断允许(总允许)位。


三、中断请求
1, TCON的中断标志
IT0(TCON.0),外部中断0触发方式控制位。
        当IT0=0时,为电平触发方式。
        当IT0=1时,为边沿触发方式(下降沿有效)。
IE0(TCON.1),外部中断0中断请求标志位。
IT1(TCON.2),外部中断1触发方式控制位。
IE1(TCON.3),外部中断1中断请求标志位。
TF0(TCON.5),定时/计数器T0溢出中断请求标志位。
TF1(TCON.7),定时/计数器T1溢出中断请求标志位。


    同一优先级中的中断申请不止一个时,则有中断优先权排队问题。
同一优先级的中断优先权排队,由中断系统硬件确定的自然优先级形成,
顺序是:外部中断0(/INT0) > 定时/计数器0(T0) > 外部中断1(/INT1) > 定时/计数器1(T1) > 串行口。
它们的中断号依次为:0 ~ 4;(中断号很重要)。


51单片机的中断优先级有三条原则:
CPU同时接收到几个中断时,首先响应优先级别最高的中断请求。
正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断。
正在进行的低优先级中断服务,能被高优先级中断请求所中断。


为了实现上述后两条原则,中断系统内部设有两个用户不能寻址的优先级状态触发器。
其中一个置1,表示正在响应高优先级的中断,它将阻断后来所有的中断请求;
另一个置1,表示正在响应低优先级中断,它将阻断后来所有的低优先级中断请求。


中断响应条件
 中断源有中断请求;
 此中断源的中断允许位为1;
 CPU开中断(即EA=1)。

以上三条同时满足时,CPU才有可能响应中断。


为什么是有可能中断? 因为还需要一个中断信号。


中断服务函数的编写:

void ini0 () interrupt 0 using 1
{
	something that you want;
}

对于上面这个函数, 函数名是可以自己改写的, 后面的 using 1 可以省略。 0 表示的是中断号(因为我此时写的是外部中断0的服务函数, 所以为0. 如果是其他中断服务函数, 中断号也要进行修改)。


下面是一个例子, 利用中断来进行led灯状态的反转

# include <reg52.h>

typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;

sbit led = P2^0;
sbit k3 = P3^2;

void delay(u16 i)
{
	i--;
}

// 该函数满足了外部中断的条件, 接下来只要给一个下降沿就可以触发中断
void int0(void)
{
	EX0 = 1;	// 外部中断允许位打开。
	EA = 1;	    // 中断总开关打开。
	IT0 = 1;    // 下降沿触发。 也就是按键按下的时候。
}

int main (void)
{
	int0();
	while (1);
	return 0;
}

void init0() interrupt 0
{
	delay (1000);	 // 消抖
	if (k3 == 0)
	{
		led = ~led;
	}
}


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