51單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(jī)上有兩個管腳，名稱為INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3這兩個管腳。在內(nèi)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(fù)位，IT0=0，INT0為低電平觸發(fā)方式，IT0=1，INT0為負(fù)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(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請求時，這位就會置1（這由硬件來完成），在CPU響應(yīng)中斷后，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。（2）內(nèi)部中斷請求源TF0：定時器T0的溢出中斷標(biāo)記，當(dāng)T0計數(shù)產(chǎn)生溢出時，由硬件置位TF0。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將TF0清0。TF1：與TF0類似。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(tǒng)中，中斷的允許或禁止是由片內(nèi)可進(jìn)行位尋址的8位中斷允許寄存器IE來控制的。

其中EA是總開關(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－定時器1中斷允許EX1－外中斷1中斷允許。ET0－定時器0中斷允許EX0－外中斷0中斷允許。如果我們要設(shè)置允許外中斷1，定時器1中斷允許，其它不允許，則IE能是EAX

即8CH，當(dāng)然，我們也能用位操作指令

SETB EA

SETB ET1SETB EX1

來實現(xiàn)它。

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

ORG 0000HLJMP START

ORG 0030H

START：。

這樣寫的目的，就是為了讓出中斷源所占用的向量地址。當(dāng)然，在程序中沒用中斷時，直接從0000H開始寫程序，在原理上并沒有錯，但在實際工作中最好不這樣做。優(yōu)先級：單片機(jī)采用了自然優(yōu)先級和人工設(shè)置高、低優(yōu)先級的策略，即能由程序員設(shè)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。

開機(jī)時，每個中斷都處于低優(yōu)先級，我們能用指令對優(yōu)先級進(jìn)行設(shè)置?？幢?中斷優(yōu)先級中由中斷優(yōu)先級寄存器IP來高置的，IP中某位設(shè)為1，對應(yīng)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(shè)有如下要求，將T0、外中斷1設(shè)為高優(yōu)先級，其它為低優(yōu)先級，求IP的值。IP的首3位沒用，可任意取值，設(shè)為000，后面根據(jù)要求寫就能了XX

因此，最終，IP的值就是06H。例：在上例中，如果5個中斷請求同時發(fā)生，求中斷響應(yīng)的次序。響應(yīng)次序為：定時器0－＞外中斷1－＞外中斷0－＞實時器1－＞串行中斷。

MCS－51的中斷響應(yīng)過程：

1、中斷響應(yīng)的條件：講到這兒，我們依然對于計算機(jī)響應(yīng)中斷感到神奇，我們?nèi)四茼憫?yīng)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(jī)是如何做到這點的呢？其實說穿了，一點都不希奇，MCS51工作時，在每個機(jī)器周期中都會去查詢一下各個中斷標(biāo)記，看他們是否是“1“，如果是1，就說明有中斷請求了，所以所謂中斷，其實也是查詢，不過是每個周期都查一下而已。這要換成人來說，就相當(dāng)于你在看書的時候，每一秒鐘都會抬起頭來看一看，查問一下，是不是有人按門鈴，是否有電話。。。。很蠢，不是嗎？可計算機(jī)本來就是這樣，它根本沒人聰明。了解了上述中斷的過程，就不難解中斷響應(yīng)的條件了。在下列三種情況之一時，CPU將封鎖對中斷的響應(yīng)：

CPU正在處理一個同級或更高級別的中斷請求。

現(xiàn)行的機(jī)器周期不是當(dāng)前正執(zhí)行指令的最后一個周期。我們知道，單片機(jī)有單周期、雙周期、三周期指令，當(dāng)前執(zhí)行指令是單字節(jié)沒有關(guān)系，如果是雙字節(jié)或四字節(jié)的，就要等整條指令都執(zhí)行完了，才能響應(yīng)中斷（因為中斷查詢是在每個機(jī)器周期都可能查到的）。

當(dāng)前正執(zhí)行的指令是返回批令（RETI）或訪問IP、IE寄存器的指令，則CPU至少再執(zhí)行一條指令才應(yīng)中斷。這些都是與中斷有關(guān)的，如果正訪問IP、IE則可能會開、關(guān)中斷或改變中斷的優(yōu)先級，而中斷返回指令則說明本次中斷還沒有處理完，所以都要等本指令處理結(jié)束，再執(zhí)行一條指令才能響應(yīng)中斷。

2、中斷響應(yīng)過程CPU響應(yīng)中斷時，首先把當(dāng)前指令的下一條指令（就是中斷返回后將要執(zhí)行的指令）的地址送入堆棧，然后根據(jù)中斷標(biāo)記，將對應(yīng)的中斷入口地址送入PC，PC是程序指針，CPU取指令就根據(jù)PC中的值，PC中是什么值，就會到什么地方去取指令，所以程序就會轉(zhuǎn)到中斷入口處繼續(xù)執(zhí)行。這些工作都是由硬件來完成的，不必我們?nèi)タ紤]。這里還有個問題，大家是否注意到，每個中斷向量地址只間隔了8個單元，如0003－000B，在如此少的空間中如何完成中斷程序呢？很簡單，你在中斷處安排一個LJMP指令，不就能把中斷程序跳轉(zhuǎn)到任何地方了嗎？一個完整的主程序看起來應(yīng)該是這樣的：

ORG 0000HLJMP START

ORG 0003H

LJMP INT0 ；轉(zhuǎn)外中斷0ORG 000BH

RETI ；沒有用定時器0中斷，在此放一條RETI，萬一 “不小心“產(chǎn)生了中斷，也不會有太大的后果。。

中斷程序完成后，一定要執(zhí)行一條RETI指令，執(zhí)行這條指令后，CPU將會把堆棧中保存著的地址取出，送回PC，那么程序就會從主程序的中斷處繼續(xù)往下執(zhí)行了。注意：CPU所做的保護(hù)工作是很有限的，只保護(hù)了一個地址，而其它的所有東西都不保護(hù)，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(shù)據(jù)還是沒執(zhí)行中斷以前的數(shù)據(jù)，就得自己保護(hù)起來。

中斷系統(tǒng)的控制寄存器：

中斷系統(tǒng)有兩個控制寄存器IE和IP，它們分別用來設(shè)定各個中斷源的打開／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(biāo)志位。

1．中斷允許寄存器--IE

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

IE用來打開或關(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，打開全局中斷控制，在此條件下，由各個中斷控制位確定相應(yīng)中斷的打開或關(guān)閉。