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        中断如何接收信号的.ppt

        中断如何接收信号的

        简介:本文档为《中断如何接收信号的ppt》,可适用于综合领域

        第章单片机的中断与定时系统    C单片机的中断系统计算机中断技术的概念  .中断  中断是一项重要的计算机技术。现代的计算机之所以具有实时处理功能即能对外界发生的事件做出及时处理的功能就是依靠它们的中断系统。第章单片机的中断与定时系统  所谓中断就是指计算机在执行某一程序的过程中(A程序)由于计算机系统内、外的某种原因而必须中止原程序的执行转去执行相应的处理程序(B程序)待处理结束之后再回来继续执行被中止的原程序的过程(A程序)。  其中A程序我们称为主程序B程序称为中断服务程序某种原因称为中断请求执行B程序的过程称为中断响应。如图所示。第章单片机的中断与定时系统图中断响应示意图第章单片机的中断与定时系统  采用了中断技术后的计算机可以解决CPU与外设之间速度匹配的问题使计算机可以及时处理系统中许多随机的?#38382;?#21644;信息同时它也提高了计算机处理?#25910;?#19982;应变的能力。而?#19968;?#20855;有以下优点:  ()使用中断方式可?#24066;?#22810;个外围设备与CPU同时工作实现分时操作大大提高计算机的利用率。第章单片机的中断与定时系统  ()利用中断技术CPU能够及时处理测试、控制系统中许多随机的?#38382;?#21644;信息实现实时处理大大提高计算机处理问题的实时性和灵活性。  ()中断技术是CPU具有处理设备?#25910;稀?#25481;电等突发事件的能力提高计算机系统本身的可靠性。第章单片机的中断与定时系统  中断的响应过程  中断响应过程如图所示。  ()中断查询。在每条指令结束后系统都自动检测中断请求信号如果有中断请求且CPU处于开中断状态下则响应中断。  ()保护现场。在保护现场前一般要关中断以?#20048;?#29616;场被破坏。保护现场一般是用堆栈指令将原程序中用到的寄存器压入堆栈。  ()中断服务。即为相应的中断源服务。第章单片机的中断与定时系统  ()?#25351;?#29616;场。用堆栈指令将保护在堆栈中的数据弹出来在?#25351;?#29616;场前要关中断以?#20048;?#29616;场被破坏。在?#25351;?#29616;场后应及时开中断。  ()返回。此时CPU将压入到堆栈的断点地址弹回到程序计数器从而使CPU继续执行刚才被中断的程序。第章单片机的中断与定时系统  .MCS中断系统的结构  MCS单片机具有功能较强的中断系统。其中共有个中断源可实现二级中断服务嵌套由片内特殊功能寄存器中的中断?#24066;?#23492;存器IE控制CPU是否响应中断请求中断优先?#37117;?#23384;器IP?#25165;?#20010;中断源的优先级。同一优先级内各中断同时提出中断请求时由内部的查询逻辑确定其响应次序。MCS单片机的中断系统的结构如图所示它由中断请求标志位、中断?#24066;?#23492;存器IE、中断优先?#37117;?#23384;器IP硬件查询电路组成。第章单片机的中断与定时系统图MCS单片机的中断系统第章单片机的中断与定时系统中断源及中断的控制  .MCS的中断源  中断源是指在计算机系统中向CPU发出中断请求的来源。中断源可以人为设定也可以将突发性随机事件设置为中断源。  MCS单片机共有个中断源:外部中断源( 和   )个片内定时器计数器T和T的溢出中断TF和TF个片内串行口的发送中断TI和接收中断RI。  这个中断源的优先级分为两级:高级中断和?#22270;?#20013;断。其中任何一个中断源的优先级均可由软件设定为高级或?#22270;?#33021;实现两级中断服务程序嵌套。第章单片机的中断与定时系统  这个中断源的优先级分为两级:高级中断和?#22270;?#20013;断。其中任何一个中断源的优先级均可由软件设定为高级或?#22270;?#33021;实现两级中断服务程序嵌套。  ()?:  外部中断请求由P引脚输入。它有两?#25191;?#21457;方式通过IT(TCON)来决定是电平触发方式还是边沿触发方式。一旦输入信号有效则将中断标志IE置并且向CPU发出中断请求。  ()?:  外部中断请求由P引脚输入。通过IT(TCON)来决定是电平触发方式还是边沿触发方式。一旦输入信号有效则将中断标志IE置并且向CPU发出中断请求。第章单片机的中断与定时系统  ()?TF:片内定时器计数器T溢出中断请求。当定时器计数器T产生溢出时TF置并向CPU发出中断请求。  ()?TF:片内定时器计数器T溢出中断请求。当定时器T产生溢出时TF置l并向CPU发出中断请求。  ()?RITI:片内串行口发送接收中断请求。当通过串行口发送或接收完一帧串行数据时串行口中断请求标志TI或RI置并向CPU发出中断请求。第章单片机的中断与定时系统  .中断源请求标志  MCS单片机的中断系统中使用何种中断采用何?#25191;?#21457;方式可通过定时器计数器控制寄存器TCON和串行控制寄存器SCON的有关位来规定。只要根据这些位的状态就能确定有无中断请求及中断的来源。 第章单片机的中断与定时系统  )定时器计数器控制寄存器(TCON)  TCON是定时器计数器控制寄存器字节地址为H?#22351;?#22336;H~FH。它用于保存外部中断请求以及定时器的计数溢出寄存器的内容及?#22351;?#22336;表示如下(与中断有关的位有位):第章单片机的中断与定时系统 ()?IE和IEmdashmdash外部中断请求标志。当CPU采样到(  或  )端出现中断请求时IE(或IE)位由硬件置ldquordquo。在中断响应完成后转向中断服务时再由硬件自动清。第章单片机的中断与定时系统  ()?IT和ITmdashmdash选择外部中断源触发方式控制位。  当IT=时  为电平触发方式。在这种方式下CPU在每个机器周期的SP期间采样  (P)引脚输入电?#20581;?#33509;采样为低电平认为有中断申请则置IE标志为若采样为高电平认为无中断申请或中断申请已撤除则将IE标志清。注意在电平触发方式下CPU响应中断后不会自动清除IE标志也不能由软件清除IE标志所以在中断返回前一定要撤消  引脚上的低电平使IE置否则将再次引起中断。第章单片机的中断与定时系统当IT=时  为边沿触发方式。CPU在每个机器周期的SP期间采样  引脚输入电?#20581;?#22914;果连续两次采样一个机器周期中采样为高电平接着下个机器周期中采样为低电平则置IE标志为表示外部中断正在向CPU申请中断。当CPU响应该中断时IE由硬件自动清。由于每个机器周期采样一次外部中断输入电平在边沿触发方式中为保证CPU在两个机器周期内检测?#25509;?#39640;到低的负跳变必须保证外部中断源输入的高电平和低电平的?#20013;?#26102;间在个时钟周期以上。第章单片机的中断与定时系统  IT是选择外部中断(  )触发方式的控制位。其操作功能与IT类同。  ()TF和TFmdashmdash片内定时器计数器计数溢出标志。定时器计数器被启动后从初始值开始进行加计数当最高位产生溢出时置该标志位为(TFTF)向CPU申请中断直到CPU响应该中断时才由硬件自动将该标志位清。  定时器计数器的计数溢出标志位的使用有两种情况:采用中断方式时作中断请求标志位来使用采用查询方式时作查询状态位来使用。第章单片机的中断与定时系统  )串行口控制寄存器(SCON)  SCON是串行口控制寄存器寄存器地址H?#22351;?#22336;H~FH。寄存器的内容及?#22351;?#22336;(与中断有关的只有它的低两位TI和RI)如下:第章单片机的中断与定时系统  ()?TI(SCON)mdashmdash串行口发送中断请求标志位。  当CPU将一个要发送的数据写入串行口发送缓冲器时就启动发送。每发送完一个串行帧由硬件置位TI。  注意:当CPU响应中断时TI不能由硬件清必须由软件清。第章单片机的中断与定时系统  ()?RI(SCON)mdashmdash串行口接收中断请求标志位。  当?#24066;?#20018;行口接收数据时每接收完一个串行帧由硬件置位RI。同样RI必须由软件清。串行中断请求由TI和RI的逻辑或得到即无论是发送标志TI还是接收标志RI都会产生串行中断请求。  注意:CPU?#27425;?#21518;TCON和SCON各位清。第章单片机的中断与定时系统中断响应的控制  在MCS单片机的中断系统中由中断源向CPU发出中断请求但CPU是否响应怎样响应就得由中断?#24066;?#25511;制寄存器以及中断优先级控制寄存器来决定。第章单片机的中断与定时系统  .中断?#24066;?#25511;制寄存器(IE)  中断?#24066;?#25511;制寄存器IE的字节地址为AH?#22351;?#22336;为AH~AFH。通过对IE的编程写入控制CPU对中断源的开放或禁止以及对每一中断源是否?#24066;?#20013;断。寄存器的内容及地址表示(与中断有关的控制位共有位)如下:第章单片机的中断与定时系统  ()?EAmdashmdashCPU中断?#24066;?#24635;控制位。  EA=CPU开放中断这时每个中断源的中断请求被?#24066;?#25110;禁止取决于各自中断?#24066;?#20301;的置或清。  EA=CPU屏蔽所有的中断请求即关中断。  ()?ESmdashmdash串行口中断?#24066;?#25511;制位。  ES=?#24066;?#20018;行口中断。  ES=禁止串行口中断。  ()?ET和ETmdashmdash定时器计数器中断?#24066;?#25511;制位。  ETl(ET)=?#24066;鞹(T)中断。  ET(ET)=禁止T(T)中断。 第章单片机的中断与定时系统  ()?EX和EXmdashmdash外部中断?#24066;?#25511;制位。  EX(EX)=?#24066;?#22806;部中断()中断。  EX(EX)=禁止外部中断()中断。  在MCS单片机系统?#27425;?#21518;IE中各位均被清即处于禁止所有中断源的状态可在系统初始化程序中对IE寄存器编程。  注意:以上所说ldquo禁止rdquo并不能禁止中断源的中断请求它只是禁止CPU去响应中断请求。第章单片机的中断与定时系统  .中断优先级控制寄存器(IP)  MCS单片机中断系统具有两级中断优先级管理。每一个中断源均可通过对中断优先?#37117;?#23384;器IP的设置选择高优先级中断或低优先级中断并可实现二级中断嵌套。  中断优先?#37117;?#23384;器IP的字节地址为BH?#22351;?#22336;为BH~BFH。通过对IP的编程可实现将l个中断源分别设置为高优先级中断或低优先级中断。其格式如下:第章单片机的中断与定时系统()?PSmdashmdash串行口中断优先级设定位。PS=高优先级PS=低优先级。()?PTmdashmdash片内定时器T中断优先级设定位。PTl=高优先级PT=低优先级。()?PXmdashmdash外部中断中断优先级设定位。PX=高优先级PX=低优先级。()?PTmdashmdash片内定时器T中断优先级设定位。PT=高优先级PT=低优先级。()?PXmdashmdash外部中断中断优先级设定位。PX=高优先级PX=低优先级。第章单片机的中断与定时系统  MCS单片机中断优先级管理遵循的基本原则是:高优先级中断源可中断正在执行的低优先级中断服务程序除非在执行低优先级服务程序时设置了CPU关中断或禁止某些高优先级中断源的中断同级或低优先级中断源不能中断正在执行的中断服务程序。  为了符合上述原则在中断系统内部设置了两个用户不可访问的优先级状态触发器。其中一个是高优先级状态触发器置时表示当前服务的中断是高优先级的以阻止其他中断申请另一个是低优先级状态触发器置时表示当前服务的中断是低优先级的它?#24066;?#34987;高优先级的中断申请所中断。第章单片机的中断与定时系统  当系统?#27425;?#26102;IP寄存器被清将个中断源均设置为低优先级中断。  如果同一级的几个中断源同时向CPU申请中断CPU便通过内部硬件查询逻辑按自然优先级决定响应顺序。各中断源按自然优先级由高到低的排列顺序如表所示。第章单片机的中断与定时系统表同级中断源内部自然优先级顺序第章单片机的中断与定时系统中断服务的流程  .响应中断的条件及过程  中断处理过程一般分为个阶段即中断响应、中断处理和中断返回。  )中断响应  中断响应是指在满足CPU的中断响应条件之后CPU对中断源中断请求的回答。在这个阶段CPU要完成中断服务以前的所有准备工作包括保护断点及把程序转向中断程序的入口地址。第章单片机的中断与定时系统  ()?CPU响应中断的基本条件如下:  ①有中断源发出中断申请  ②中断总?#24066;?#20301;EA=即CPU开放中断  ③请求中断的中断源的中断?#24066;?#20301;置即该中断源可以向CPU发中断申请。  CPU在每个机器周期的SP期间采样中断源而在下一个机器周期的S期间按优先级顺序查询各中断标志如查询到某个中断标志为将在再下一个机器周期S期间按优先级顺序进行中断处理。但在下列任何一种情况存在时中断响应会被阻止。第章单片机的中断与定时系统  ??CPU正在执行同级或高一级的中断服务程序  ??#20013;?#26426;器周期不是正在执行的指令的最后一个机器周期即?#20013;?#25351;令完成前不响应任何中断请求  ?当前正在执行的是中断返回指令RETI或访问特殊功能寄存器IE或IP的指令。也就是说在执行RETI或是访问IE、IP的指令后至少需要再执行mdash条其他指令才会响应中断请求。  中断查询在每个机器周期都要重复执行。如果CPU响应中断的基本条件已满足但由于上述个封锁条件之一而未被及时响应待封锁中断的条件撤消后若中断标志也已消失则本次被拖延的这个中断请求就不会被响应。第章单片机的中断与定时系统  ()中断响应过程。如果中断响应的条件满足且不存在中断封锁的情况则CPU将响应中断源的中断请求进入中断响应周期。CPU在中断响应周期要完成下列操作:  ①将相应的优先级状态触发器置  ②由硬件清除相应的中断请求标志  ③执行一条由硬件生成的长调用指令LCALL。该指令将自动把断点地址(PC值)压入堆栈保护起来。然后将对应的中断入口地址送入程序计数器PC使程序转向该中断入口地址(见表)去执行中断服务程序。第章单片机的中断与定时系统表中断源入口地址表第章单片机的中断与定时系统  ()中断服务与返回。中断服务程序从入口地址开始执行一直到返回指令ldquoRETIrdquo为止这个过程称为中断服务。在编写中断服务程序时应注意以下几点:  ①因各入口地址之间只相隔个字节一般的中断服务程序是存放不下的。所以通常在中断入口地址单元处存放一条无条件转移指令这样就可使中断服务程序灵活地?#25165;?#22312;KB程序存储器的任何空间。  ②若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断?#19978;?#29992;软件关闭CPU中断或禁止某中断源中断在中断返回前再开放中断。第章单片机的中断与定时系统  ③在保护现场和?#25351;?#29616;场时。为了不使现场数据受到破坏或造成混乱通常规定CPU不响应新的中断请求。因此在编写中断服务程序时应注意在保护现场之前要关中断在保护现场之后根据需要开中断以便?#24066;?#26356;高级的中断请求中断它。在?#25351;?#29616;场之前也应关中断?#25351;?#29616;场后再开中断。  中断服务程序的最后一条是返回指令RETI。RETI指令的执行标志着中断服务程序的结束该指令将清除响应中断时被置位的优先级状态触发器然后自动将断点地?#21453;?#26632;顶弹出装入程序计数器PC使程序返回到被中断的程序断点处继续向下执行。第章单片机的中断与定时系统  )中断请求的撤除  CPU响应中断请求后在中断返回(RETI)前该中断请求信号必须撤除否则会引起另外一次中断。第章单片机的中断与定时系统  但以上几种中断被响应时中断请求标志并非都能被清除这一点应引起注意。采用边沿触发的外部中断标志IE或IE和定时器中断标志TF或TFCPU响应中断后能用硬件自动清除无需采取其他措施。但在电平触发时IE或IE受外部引脚中断信号(  或  )的直接控制CPU无法控制IE或IE需要另外考虑撤除中断请求信号的措施。如通过外加硬件电路并配?#20808;?#20214;来解决串行口中断请求标志TI和RI也不能由硬件自动清除需要在中断服务程序中用软件来清除相应的中断请求标志。

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