51单片机之中断系统

这次是关于中断的专题啦！

中断源：是指引起中断的原因或者设备。

MCS-51单片机设置了5个中断源，其中内部有3个中断源，包括定时/计数器T0、T1和片内串口，外部有两个中断请求输入，当系统产生中断时，5个中断源的中断请求标志分别由特殊功能寄存器TCON和SCON的相应位来锁存。

• 定时计数器控制器TCON

既能控制定时计数器T0、T1，又能锁存外部中断请求标志和定时计数器T0、T1的溢出中断标志，具有双重功能，相关位的定义如下：

TF0：定时计数器T0溢出标志。

TF1：定时计数器T1溢出标志。

定时计数器T0、T1启动后，当计数产生溢出时，硬件自动置位TF0、TF1标志，并请求中断，CPU响应中断后，这两个标志位既可通过软件清除，也可通过硬件自动清除。

IE1:外部中断1请求标志。

IE0:外部中断0请求标志。

由CPU检测外部中断请求，当输入信号有效触发后，硬件自动置位IE0，IE1标志，并请求中断，CPU响应中断后，这两个标志位被硬件自动清除。

IT0：外部中断0触发方式选择位。

IT1：外部中断1触发方式选择位。

可用程序控制为0或1，当该位为0，外部中断为电平触发方式，即低电平有效；当该位为1，外部中断为边沿触发方式，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，当串行口发生中断请求时，SCON低两位又能锁存其发送中断和接收中断，具有双重功能，其相关位的定义如下：

T1：串行口发送中断标志。

当CPU向串行口的发送数据缓冲器SBUF写入一个数据或字符时，发送器就开始发送，当发完一帧数据后，硬件自动置位TI标志，表示串口正在向CPU发送中断请求，请求发送下一帧数据，该标志必须由软件进行清0.

RI：串行口接收中断标志

若串行口接收器允许接收，当接收器接收到一帧数据后，硬件自动置位RI标志，表示串口接收器正在向CPU发送中断请求，使CPU读取接收数据缓冲器中的数据，该标志必须由软件进行清0。

中断系统：单片机中用于管理各类中断的逻辑。

中断的优点：

1、分时操作：中断系统解决了CPU的快速运行与慢速外设、定时计数器及串口之间的“定时”矛盾，这样CPU在运行主程序的同时可以令定时器、串口及其他外设同时工作，当出现中断后，CPU响应中断，停止主程序的运行，转入执行中断服务程序，使CPU高效而有序的工作。

2、实时处理：中断系统使CPU能及时处理实时控制系统中的许多随机参数和信息，它们能在任何时候向CPU发出中断请求，要求转向中断程序，CPU会对变化的现场信息进行及时响应，使CPU具有随机应变和实时处理能力。

3、故障处理：中断系统还可以使CPU处理系统中出现的故障，从而不必进行人工干预或停机，提高了系统的稳定性和可靠性。

• 中断控制

中断系统的功能主要包括以下几点：
1、中断的打开与关闭：

2、中断响应（有一个中断优先级的问题）

中断优先级：
简单点说就是当同时来了多个中断的时候，CPU必须判断哪些中断的优先级比较高，因为一些中断会导致系统功能无法实现甚至故障，自然优先级就高，CPU必须先处理。

所以我们需要对特殊功能寄存器IE编程，用来选择允许或禁止哪些中断，然后可以通过中断优先级寄存器IP进行编程，定义被允许中断的优先级。

• IE：设置允许的中断源，相关位如下：

EA: CPU总中断允许位，为0时，禁止所有中断；为1时允许中断。

*ET2：MCS-52系列单片机中T2中断允许位，为0禁止中断；

ES：串行口中断允许位，为0时，禁止串行口中断；

ET1：定时/计数器T1中断允许位，为0时，禁止中断；

EX1： 外部中断1中断允许位，为0时，禁止中断；

ET0： 定时/计数器T0中断允许位，为0时，禁止中断；

EX0：外部中断0中断允许位，为0时，禁止中断。

• 中断优先级寄存器IP，

用于控制不同中断源的优先级的高低，相关位如下：

PT2:定时/计数器T2优先级设定，为0时，T2设定为低优先级；为1时，T2设定为高优先级。

PS：串行口优先级设定，为0时，串行口设定为低优先级；为1时，串行口设定为高优先；

PT1：定时/计数器T1优先级设定，为0时，T1设定为低优先级

PX1:外部中断1优先级设定，为0时，外部中断1设定为低优先级；

PT0：定时/计数器T0优先级设定，为0时，设为低优先级；

PX0：外部中断0优先级设定，为0时，设为低优先级。

• CPU在响应中断请求时遵循两个原则：

1、对于一个正在执行的低级中断服务程序，可以被高级中断请求所打断，但不能被同等优先级的中断请求所中断。

2、一个正在执行的高级中断服务程序，不能被任何中断请求所中断，只有在执行完此高级中断服务程序后，返回主程序再执行一条指令才能响应新的中断请求。

MCS-51单片机中只设置有两个优先级，必然会出现几个中断源处于同等的优先级状态，当CPU同时接收到几个同等优先级中断请求时，按照内部硬件查询逻辑，按照自然优先顺序来查询，优先顺序由高到低为：外部中断0->定时/计数器0->外部中断1->定时计数器1->串行口->定时计数器2.

• 中断响应：

51单片机在每个机器周期都顺序查询每一个中断源，若接收到中断请求，将在紧跟着的下一个机器周期执行该中断，但是在遇到一些情况时中断会暂时受阻。

• 最后扯扯51单片机的外部中断源：

1、外部中断源端口引脚：外部中断0，端口引脚为12（P3^2），引脚符号为INTO^

外部中断1：端口引脚13（P3^3），引脚符号为INT1^

2、外部中断请求方式：负边沿触发，使控制位IT0=1即可；

低电平触发，使控制位IT1=0即可

• 51单片机外部中断源应用步骤

1、设置外部中断请求允许位，设置IE寄存器中的EA、EX1、EX0；

2、选择合适的外部中断请求触发方式，设置TCON寄存器中的IT1、IT0；

3、编写中断服务函数，函数格式为：

返回值  函数名（[参数]） interrupt n [using m]

#include 
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)
        {
            ;    // 延时1ms
        }
}

int main(void)
{
    TCON |= 0x01;    //设置外部中断0触发方式为边沿触发方式
    IE = 0X81;    //开放总中断并且外部中断0允许中断
    while(1)
    {
        ;
    }
}

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