中断系统的简单了解以及C51STC89C52单片机中断系统的详解

目录

一、中断系统简介 

 二、C51单片机的中断

 1、外部中断

2、定时器/计数器中断

三、总结

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一、中断系统简介 

中断系统是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。

当中央处理机CPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求，要求CPU暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件，处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断。实现这种功能的部件称为中断系统，请示CPU中断的请求源称为中断源。微型机的中断系统一般允许多个中断源，当几个中断源同时向CPU请求中断，要求为它服务的时候，这就存在CPU优先响应哪一个中断源请求的问题。通常根据中断源的轻重缓急排队，优先处理最紧急事件的中断请求源，即规定每一个中断源有一个优先级别。CPU总是先响应优先级别最高的中断请求。

当CPU正在处理一个中断源请求的时候（执行相应的中断服务程序)，发生了另外一个优先级比它还高的中断源请求。如果CPU能够暂停对原来中断源的服务程序，转而去处理优先级更高的中断请求源，处理完以后，再回到原低级中断服务程序，这样的过程称为中断嵌套。这样的中断系统称为多级中断系统，没有中断嵌套功能的中断系统称为单级中断系统。

中断原理图

 二、C51单片机的中断

这里就以STC89C52单片机的的中断系统为大家做一个详解，大家学习以后可以类比一下其他的中断系统，其实都是大同小异的。

C51单片机中断原理图

 1、外部中断

与c51单片机中断相关的寄存器有：

中断允许寄存器：IE

辅助中断控制寄存器：XICON

中断优先级控制寄存器高：IPH

中断优先级控制寄存器低：IP

定时器/计数器0/1 控制寄存器：TCON

串行口控制寄存器：SCON

定时器/计数器2控制寄存器：T2CON
但是我们进行外部中断时，一般只初始化IE 和TCON 

IE

说明：

EA：CPU的总中断允许控制位。EA = 1，CPU开放中断，EA = 0，CPU屏蔽所有的中断申请。EA的作用是使中断允许形成两级控制。即各中断源首先受EA控制;其次还受各中断源自己的中断允许控制位控制。

ET2：定时器/计数器2中断允许位。ET2 = 1，允许T2中断;ET2 = 0，禁止T2中断。

ES：串口中断允许位。ES = 1，允许串行口1中断;ES = 0，禁止串行口中断。ET1：定时/计数器T1的溢出中断允许位。ET1 = 1，允许T1中断;ET1 = 0，禁止T1中断。

EX1：外部中断1中断允许位。EX1 = 1，允许外部中断1中断;EX1 = 0，禁止外部中断1中断。

ET0：T0的溢出中断允许位。ET0 = 1，允许T0中断;ET0 = 0禁止T0中断。

EX0：外部中断0中断允许位。EX0 = 1，允许中断;EX0 = 0禁止中断。

 

TCON

 TF1：T1溢出中断标志。T1被允许计数以后，从初值开始加1计数。当产生溢出时由硬件置1，向CPU请求中断，一直保持到CPU响应中断时，才由硬件清0。

TR1：定时器1的运行控制位。

TF0：T0溢出中断标志。T0被允许计数以后，从初值开始加1计数，当产生溢出时，由硬件置1，向CPU请求中断，一直保持CPU响应该中断时，才由硬件清0。

TR0：定时器0的运行控制位。

IE1：外部中断1请求源标志。IE1 = 1，外部中断向CPU请求中断，当CPU响应该中断时由硬件清0。

IT1：外部中断1中断源类型选择位。IT1 = 0，低电平信号可触发外部中断1。IT1 = 1，外部中断1为下降沿触发方式。

IE0：外部中断0请求源标志。IE0 = 1外部中断0向CPU请求中断，当CPU响应外部中断时，由硬件清0

IT0：外部中断0中断源类型选择位。IT0 = 0，低电平可触发外部中断0。IT0=1，外部中断0为下降沿触发方式。

我们了解了这两个寄存器后，再去看上面的中断原理图就能简单的了解一个外部中断的过程了。下面给大家附上一个外部中断0的例子，独立按键K3控制一个LED的亮灭。（程序为STC89C52RC单片机的，外部中断0接P3.2管脚，外部中断1接P3.3管脚）

#include"reg52.h"
//宏定义类型
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
//定义管脚
sbit KEY3 = P3^2;
sbit LED0 = P2^0;
//延时函数 如果传入数据为1，大概延时10us（晶振频率为11.0592mHZ）
void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);
}
//外部中断0配置
void exti0_init()
{
	IT0 = 1;//跳变沿触发方式（下降沿）
	EX0 = 1;//打开INT0的中断允许
	EA = 1;//打开总中断
}

//主函数
void main()
 {
 	exti0_init();
 	
	while(1)
	{
	
	}
 }
//外部中断0中断函数
void exit0() interrupt 0
{
	delay_10us(1000);
	if(KEY3==0)
	{
		LED0 = !LED0;
	}
}

2、定时器/计数器中断

定时器/计数器中断原理图

 TCON在外部中断时已做介绍，我们可以看到TMOD这个工作方式寄存器，其高四位控制T1定时器中断，第四位控制T0定时器中断。

TMOD

 GATE：门控位。控制定时器是否受外部中断信号的影响；GATE = 0，同时TCON中的TR0 = 1时，定时器0可以开始工作。GATE = 1，除了TR0 = 1以外，还需要给外部中断0高电平（即INT0的管脚高电平），TR1同理。

C/：模式选择位。0：定时器模式。1：计数器模式

M1M0：工作方式选择位。如下图

工作方式

 一般都使用方式1和方式2。给大家详细讲一下方式1，大家就可以类比其他的工作方式了

 当Tl0计数满溢出之后向TH0进位，当TH0计数满溢出时，TF0自动置1，向CPU发出中断申请。如上图。当GATE = 0（1处）时，到了非门（2处）变为1；然后经过或门（3处）（若是GATE = 1，则经过非门后就变为0，此时就要受到外部中断0（4处）的影响，即外部中断0的管脚置1，定时器才能正常工作），结果还是为1；此时就需要看TR0（5处），若中断程序允许定时器0工作，即TR0 =1，则经过与门（6处），导通开关（7处），开始定时。后面那个开关（8处）是选择工作模式为定时器还是计数器。

例子：定时器0中断方式1控制D1指示灯间隔1s闪烁

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16;	//对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;

//定义管脚
sbit LED1=P2^0;

void delay_10us(u16 ten_us)
{
	while(ten_us--);	
}

void time0_init(void)
{
	TMOD|=0X01;//选择为定时器0模式，工作方式1
	TH0=0XFC;	//给定时器赋初值，定时1ms
	TL0=0X18;	
	ET0=1;//打开定时器0中断允许
	EA=1;//打开总中断
	TR0=1;//打开定时器		
}


void main()
{	
	time0_init();//定时器0中断配置

	while(1)
	{			
							
	}		
}

void time0() interrupt 1 //定时器0中断函数
{
	static u16 i;//定义静态变量i
	TH0=0XFC;	//给定时器赋初值，定时1ms
	TL0=0X18;
	i++;
	if(i==1000)//循环1000次，即1s
	{
		i=0;
		LED1=!LED1;	
	}						
}

三、总结

中断这一部分就主要是对寄存器的操作，重点也是各个寄存器。我们看懂了所使用的开发板的中断系统原理图，再结合相应的寄存器，其实实现中断也不是一个难题。但是对于寄存器初学的朋友可能记忆有些困难，但是使用多了就熟练了，所以自己可以尝试一下其他的中断来加深自己的理解。