单片机（AT89C51）中断系统详解和中断系统应用实验

灰太狼 2023-07-21 06:06 23阅读 0赞

# **单片机（AT89C51）中断系统详解和中断系统应用实验** #

## 什么叫做单片机的中断？ ##

> **CPU****暂时中止其正在执行的程序，转去执行请求中断的那个外设或事件的服务程序，等处理完毕后再返回执行原来中止的程序****,** **叫做中断。**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

## 为什么要设置中断？ ##

> **  ⑴ 提高****CPU****工作效率**
> 
> **  ⑵ 具有实时处理功能**
> 
> **  ⑶ 具有故障处理功能**
> 
> **  ⑷ 实现分时操作**

##  中断源 ##

中断源是指能发出中断请求，引起中断的装置或事件。 80C51单片机的中断源共有5个，其中2个为外部中断源，3个为内部中断源：

> **⑴ ** **INT0:****外部中断****0****，中断请求信号由****P3.2****输入。**
> 
> **⑵ ** **INT1:****外部中断****1****，中断请求信号由****P3.3****输入。**
> 
> **⑶** **T0:****定时****/****计数器****0****溢出中断，对外部脉冲计数由****P3.4****输入。**
> 
> **⑷** **T1:****定时****/****计数器****1****溢出中断，对外部脉冲计数由****P3.5****输入。**
> 
> **⑸ 串行中断****:****包括串行接收中断****RI****和串行发送中断****TI(P3.0/P3.1）**

##  **MCS-51****单片机的中断系统结构示意图** ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

--------------------

## **中断控制寄存器（三个方面四个功能寄存器）** ##

1.  中断请求：定时和外中断控制寄存器（TCON）& 串行控制寄存器（SCON)
2.  中断允许控制寄存器（IE）
3.  中断优先级控制寄存器（IP）

### TCON ###

TCON中存放了 INT0、INT1、T0、T1 的中断请求标志，TCON是一个可位寻址的寄存器，高4位用于定时器控制，低4位用于外中断控制。各位功能如下:

<table style="width:500px;"> TCON寄存器的功能 
 <thead> 
 <tr> 
 <th> 位名称 </th> 
 <th> &nbsp;TF1 </th> 
 <th> — </th> 
 <th> TF0 </th> 
 <th> — </th> 
 <th>IE1</th> 
 <th>IT1</th> 
 <th>IE0</th> 
 <th>IT0</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th>功能</th> 
 <td> T1&nbsp; 中断 标志</td> 
 <td>—</td> 
 <td> T0&nbsp; 中断 标志</td> 
 <td>—</td> 
 <td> INT1 中断 标志</td> 
 <td> INT1 触发 方式</td> 
 <td> INT0 中断 标志</td> 
 <td> INT0 触发 方式</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

各位上的主要功能：

> **①** **TF1** **——** **T1****溢出中断请求标志**
> 
>             **T1****计数溢出后，****TF1=1**
> 
> **②** **TF0** **——** **T0****溢出中断请求标志**
> 
>             **T0****计数溢出后，****TF0=1**
> 
> **③** **IE1** **——** **外中断中断请求标志**
> 
>             **当****P3.3****引脚信号有效时，****IE1=1**
> 
> **④** **IE0** **——** **外中断中断请求标志**
> 
>             **当****P3.2****引脚信号有效时，****IE0=1**
> 
> **⑤** **IT1** **——** **外中断触发方式控制位**
> 
>             **IT1=1****，边沿触发方式；**
> 
>             **IT1=0****，电平触发方式。**
> 
> **⑥** **IT0** **——** **外中断触发方式控制位**
> 
>             **IT1=1****，边沿触发方式；**
> 
>             **IT1=0****，电平触发方式。**

### **SCON** ###

SCON为可位寻址寄存器，直接地址为98H

<table style="width:500px;"> SCON寄存器的功能 
 <thead> 
 <tr> 
 <th> 位名称 </th> 
 <th> &nbsp;— </th> 
 <th> — </th> 
 <th>—</th> 
 <th> — </th> 
 <th>—</th> 
 <th>—</th> 
 <th>TI</th> 
 <th>RI</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th>功能</th> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td> 串行发送 中断标志 </td> 
 <td> 串行接收 中断标志 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

各位上的主要功能：

> **①** **TI** **——** **串行口发送中断请求标志**
> 
> **                1—发完，0—未发完**
> 
> **②** **RI** **——** **串行口接收中断请求标志**
> 
>                  **当接收数据完毕时，RI=1，表示接收完一帧数据，请求中断，也可供查询，** TI**和** **RI只能由程序清零****。**

### IE ###

80C51对中断源的开放或关闭由中断允许控制寄存器IE控制。

<table style="width:500px;"> IE控制寄存器的功能 
 <thead> 
 <tr> 
 <th style="width:69px;"> 位名称 </th> 
 <th style="width:56px;"> &nbsp;EA </th> 
 <th> — </th> 
 <th>—</th> 
 <th> ES </th> 
 <th>ET1</th> 
 <th>EX1</th> 
 <th>ET0</th> 
 <th>EX0</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th style="width:69px;">中断源</th> 
 <td style="width:56px;">CPU</td> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>串行口</td> 
 <td>T1</td> 
 <td>INT1</td> 
 <td> T0 &nbsp; </td> 
 <td> INT0 &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

各位上的主要功能：

> **①** **EA****  ——** **CPU****中断允许控制位**
> 
>             **EA=1****，****CPU****开中；**
> 
>             **EA=0****，****CPU****关中，且屏蔽所有****5****个中断源。**
> 
> **②** **EX0** **——** **外中断****INT0****中断允许控制位**
> 
>             **EX0=1****，****INT0****开中；****EX0=0****，****INT0****关中。  ** 
> 
> **③** **EX1** **——** **外中断****INT1****中断允许控制位**
> 
>             **EX1=1****，****INT1****开中；****EX1=0****，****INT1****关中。**
> 
> **④** **ET0** **——** **定时****/****计数器****T0****中断允许控制位**
> 
>             **ET0=1****，****T0****开中；****ET0=0****，****T0****关中。**
> 
> **⑤** **ET1** **——** **定时****/****计数器****T1****中断允许控制位**
> 
>             **ET1=1****，****T1****开中；****ET1=0****，****T1****关中。**
> 
> **⑥** **ES****  ——** **串行口中断****(****包括串发、串收****)****允许控制位  ** 
> 
>             **ES=1****，串行口开中；****ES=0****，串行口关中。**

* 注：**80C51****对中断实行两级控制，总控制位是****EA****，每一中断源还有各自的控制位。首先要****EA=1****，其次还要自身的控制位置“****1”***

###  IP ###

**    80C51****有****5****个中断源，划分为****2****个中断优先级：****高优先级和低优先级****。**

<table style="width:500px;"> IP控制寄存器的功能 
 <thead> 
 <tr> 
 <th style="width:69px;"> 位名称 </th> 
 <th style="width:56px;"> &nbsp;— </th> 
 <th> — </th> 
 <th>—</th> 
 <th> PS </th> 
 <th>PT1</th> 
 <th>PX1</th> 
 <th>PT0</th> 
 <th>PX0</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th style="width:69px;">中断源</th> 
 <td style="width:56px;">&nbsp;—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>—</td> 
 <td>串行口</td> 
 <td>T1</td> 
 <td>INT1</td> 
 <td> T0 &nbsp; </td> 
 <td> INT0 &nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

>  
> 
> **①** **PX0** **：****INT0****中断优先级控制位。****PX0=1****，为高优先级；**
> 
>                                **PX0=0****，为低优先级；**
> 
> **②** **PX1** **：****INT1****中断优先级控制位。控制方法同上。**
> 
> **③** **PT0** **：****T0****中断优先级控制位。控制方法同上。**
> 
> **④** **PT1** **：****T1****中断优先级控制位。控制方法同上。**
> 
> **⑤** **PS** **：串行口中断优先级控制位。控制方法同上。**

注:同级中的优先顺序为（从高到低）**INT0、INT1、T0、T1、串行口**

##  **中断处理过程** ##

主要分为四步：**中断请求、中断响应、中断服务、中断返回**

**80C51五个中断入口地址****：**

1.  **INT0****：****0003H；        ** interrupt 0
2.  **T0****：****000BH****；           ** interrupt 1 
3.  **INT1****：****0013H;          ** interrupt 2
4.  **T1****：****001BH****；           ** interrupt 3
5.  **串行口：****0023H;        ** interrupt 4

## 例子： ##

> ** 用外中断1的中断方式控制P1口8盏发光管的亮暗，要求每按一次开关K****，灯由亮变暗或由暗变亮，请编程实现。**

原理图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

代码：

#include <reg51.h> 
 sbit K=P3^3; 	 //将K位定义为P3.3,该定义可省略
 void main(void)
 {
 EA=1; 			//开放总中断
 EX1=1; 			//允许使用INT1外中断
 IT1=1; 			//选择负跳变来触发外中断
 	P1=0xff; 		 //设定P1口为输入状态
 	while(1) ; 		//无限循环
 }
 void int1(void) interrupt 2 //外中断1的中断编号为2
 {
 P1=~P1; 	 //每产生一次中断请求,P1取反一次
 }

> **思考题：若上图的开关改成与****P3.2****连接，如何修改程序？**

原理图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

代码:

#include<reg51.h>
 sbit K=P3^2; 	 //将K位定义为P3.2,该定义可省略
 void main(void)
 {
 EA=1; 		 //开放总中断
 EX0=1; 		 //允许使用INT0外中断
 IT0=1; 		 //选择负跳变来触发外中断
 P1=0x00; 		 //设定P1口为输入状态
 while(1); 		 //无限循环
 }
 void int1(void) interrupt 0 //外中断0的中断编号为0
 {
 P1=~P1; 	 //每产生一次中断请求,P1取反一次
 
 }

**注意：当改变自己的中断方式的时候记得需要把和他配套的TCON和IE里面的值也改，否则会出错。**

***No pains No result***

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/fc8865bc805546a493c8321a19ace225.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/ffd84aec77be492591637699f7b83ada.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230528/fe93366841cd4967878948e1b3faf81d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTYyOTMxNQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230528/9453088fdaf04c728b2385a30af57435.png