第第5 5章章 AT89S51AT89S51单片机的单片机的 中断系统中断系统1内容概要内容概要n介绍片内功能部件中断系统的介绍片内功能部件中断系统的硬件结构硬件结构和和工作原理工作原理。n掌握与中断系统掌握与中断系统有关的特殊功能寄存器有关的特殊功能寄存器以及中断系统的以及中断系统的应用特性。应用特性。n应能熟练地进行中断系统的应能熟练地进行中断系统的初始化编程初始化编程以及以及中断服务子中断服务子程序的设计程序的设计。25.1 AT89S515.1 AT89S51中断技术概述中断技术概述 中断技术主要用于中断技术主要用于实时监测与控制实时监测与控制，要求单片机，要求单片机能及时能及时地响应中断请求源提出的服务请求地响应中断请求源提出的服务请求，并作出快速响应、及，并作出快速响应、及时处理。这是由片内的中断系统来实现的。时处理。这是由片内的中断系统来实现的。 当中断请求源当中断请求源发出中断请求发出中断请求时，如果中断请求被允许，时，如果中断请求被允许，单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处单片机暂时中止当前正在执行的主程序，转到中断服务处理程序处理中断服务请求。理程序处理中断服务请求。 中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序。 图图5-15-1为整个中断响应和处理过程。为整个中断响应和处理过程。34图图5-1中断响应和处理过程中断响应和处理过程如果单片机没有中断系统如果单片机没有中断系统，单片机的大量时间可能会浪费在查询，单片机的大量时间可能会浪费在查询是否有服务请求发生的定时查询操作上。是否有服务请求发生的定时查询操作上。采用中断技术完全采用中断技术完全消除了单片机在查询方式中的等待现象消除了单片机在查询方式中的等待现象，大大，大大地提高了单片机的地提高了单片机的工作效率工作效率和和实时性实时性。5.2 AT89S515.2 AT89S51中断系统结构中断系统结构 中断系统结构图如中断系统结构图如图图5-25-2所示。所示。中断系统有中断系统有5 5个个中断请求源（简称中断源），中断请求源（简称中断源），两个中断优两个中断优先级先级，可实现，可实现两级中断服务程序嵌套两级中断服务程序嵌套。每一中断源可用软件独立控制为每一中断源可用软件独立控制为允许中断允许中断或或关中断关中断状态，状态，中断优先级中断优先级均可用软件来设置。均可用软件来设置。55.2.1中断请求源中断请求源由由图图5-2可见，可见，AT89S51中断系统共有中断系统共有5个中断请求源：个中断请求源：（1） 外部中断请求外部中断请求0，中断请求信号由，中断请求信号由 引脚输入，中断请求标志为引脚输入，中断请求标志为IE0。（2） 外部中断请求外部中断请求1，中断请求信号由，中断请求信号由 引脚输入，中断请求标志为引脚输入，中断请求标志为IE1。（3）定时器定时器/计数器计数器T0计数溢出发出的中断请求，中断请计数溢出发出的中断请求，中断请求标志为求标志为TF0。（4）定时器定时器/计数器计数器T1计数溢出发出的中断请求，中断请计数溢出发出的中断请求，中断请求标志为求标志为TF1。（5）串行口串行口中断请求，中断请求标志为发送中断中断请求，中断请求标志为发送中断TI或接收或接收中断中断RI。67图图5-2 5-2 AT89S51AT89S51的中断系的中断系统结统结构示意构示意图图5.2.2中断请求标志寄存器中断请求标志寄存器5个中断请求源的个中断请求源的中断请求标志中断请求标志分别由分别由TCON和和SCON的相应位锁存。的相应位锁存。1.TCON寄存器寄存器为定时器为定时器/计数器的控制寄存器，字节地址为计数器的控制寄存器，字节地址为88H，可位，可位寻址。特殊功能寄存器寻址。特殊功能寄存器TCON的格式如的格式如图图5-3所示。所示。8图图5-35-3 特殊功能寄存器特殊功能寄存器TCONTCON的格式的格式TCON各标志位功能如下：各标志位功能如下：（1）TF1定时器定时器/计数器计数器T1的溢出中断请求标志位。的溢出中断请求标志位。当当T1计数产生溢出时，由硬件使计数产生溢出时，由硬件使TF1置置“1”，向，向CPU申请申请中断。中断。CPU响应响应TF1中断时，中断时，TF1标志标志由硬件自动清由硬件自动清“0”，TF1也可由软件清也可由软件清“0”。（2）TF0定时器定时器/计数器计数器T0的溢出中断请求标志位，功能的溢出中断请求标志位，功能与与TF1类似。类似。（3）IE1外部中断请求外部中断请求1的中断请求标志位。的中断请求标志位。（4）IE0外部中断请求外部中断请求0中断请求标志位，功能与中断请求标志位，功能与IE1类似。类似。9（5）IT1选择外部中断请求选择外部中断请求1为跳沿触发还是电平触发。为跳沿触发还是电平触发。IT1=0，电平触发，电平触发方式，引脚上低电平有效，并把方式，引脚上低电平有效，并把IE1置置“1”。转向中断服务程序时，由硬件。转向中断服务程序时，由硬件自动自动把把IE1清清“0”。IT1=1，跳沿触发跳沿触发方式，加到引脚上的外部中断请求输方式，加到引脚上的外部中断请求输入信号电平从高到低的入信号电平从高到低的负跳变有效负跳变有效，并把，并把IE1置置“1”。转。转向中断服务程序时，由硬件向中断服务程序时，由硬件自动自动把把IE1清清“0”。（6）IT0选择外部中断请求选择外部中断请求0为跳沿触发方式还是电平触为跳沿触发方式还是电平触发方式，其意义与发方式，其意义与IT1类似。类似。AT89S51复位复位后，后，TCON被清被清“0”，5个中断源的中个中断源的中断请求标志均为断请求标志均为0。TR1（D6位）、位）、TR0（D4位）位）这这2位位与中断系统无关与中断系统无关，将在第将在第6章定时器章定时器/计数器中介绍。计数器中介绍。102.SCON寄存器寄存器串行口控制寄存器，字节地址为串行口控制寄存器，字节地址为98H，可位寻址可位寻址。低二位锁存串行口的发送中断和接收中断的中断请求标低二位锁存串行口的发送中断和接收中断的中断请求标志志TI和和RI，格式如，格式如图图5-4所示所示。 图图5-4SCON中的中断请求标志位中的中断请求标志位各标志位的功能：各标志位的功能： （1）TI串行口发送中断请求标志位。每发送完一帧串行口发送中断请求标志位。每发送完一帧串行数据后，串行数据后，TI自动置自动置“1”。TI标志标志必须由软件清必须由软件清“0”。（2）RI串行口接收中断请求标志位。串行口接收完串行口接收中断请求标志位。串行口接收完一个串行数据帧，硬件自动使一个串行数据帧，硬件自动使RI中断请求标志置中断请求标志置“1”。必须在中断服务程序中用指令对必须在中断服务程序中用指令对RI清清“0”。 115.3中断允许与中断优先级的控制中断允许与中断优先级的控制中断允许中断允许控制由中断允许寄存器控制由中断允许寄存器IE控制。控制。中断优先级中断优先级控制由中断优先级寄存器控制由中断优先级寄存器IP控制。控制。5.3.1中断允许寄存器中断允许寄存器IEAT89S51的的CPU对各中断源的开放或屏蔽，是由中断允许对各中断源的开放或屏蔽，是由中断允许寄存器寄存器IE控制的。控制的。IE字节地址为字节地址为A8H，可位寻址可位寻址，格式如，格式如图图5-5所示所示。12图图5-5中断允许寄存器中断允许寄存器IE的格式的格式IE对中断的开放和关闭实现对中断的开放和关闭实现两级控制两级控制。有一个总的开关中断控制位有一个总的开关中断控制位EA（IE.7位），位），EA=0时，所有的中断请求被屏蔽；时，所有的中断请求被屏蔽；EA=1时，开放中断，但时，开放中断，但5个中断源的中断请求是否允许，个中断源的中断请求是否允许，还要由还要由IE中的低中的低5位位所所对应的对应的5个中断请求允许控制位个中断请求允许控制位的状的状态来决定（图态来决定（图5-5）。）。13IE中各位功能如下：中各位功能如下：（1）EA中断允许总开关控制位。中断允许总开关控制位。EA=0，所有的中断请求被屏蔽。，所有的中断请求被屏蔽。EA=1，所有的中断请求被开放。，所有的中断请求被开放。（2）ES串行口中断允许位。串行口中断允许位。ES=0，禁止串行口中断。，禁止串行口中断。ES=1，允许串行口中断。，允许串行口中断。（3）ET1定时器定时器/计数器计数器T1的溢出中断允许位。的溢出中断允许位。ET1=0，禁止，禁止T1溢出中断。溢出中断。ET1=1，允许，允许T1溢出中断。溢出中断。14（4）EX1外部中断外部中断1中断允许位。中断允许位。EX1=0，禁止外部中断，禁止外部中断1中断。中断。EX1=1，允许外部中断，允许外部中断1中断。中断。（5）ET0定时器定时器/计数器计数器T0的溢出中断允许位。的溢出中断允许位。ET0=0，禁止，禁止T0溢出中断。溢出中断。ET0=1，允许，允许T0溢出中断。溢出中断。（6）EX0外部中断外部中断0中断允许位。中断允许位。EX0=0，禁止外部中断，禁止外部中断0中断。中断。EX0=1，允许外部中断，允许外部中断0中断。中断。15AT89S51复位以后，复位以后，IE被清被清“0”，所有中断请求被禁止。，所有中断请求被禁止。IE中与各个中断源相应的位可用指令置中与各个中断源相应的位可用指令置“1”或清或清“0”。若使某一个中断源被允许中断若使某一个中断源被允许中断，除了，除了IE相应的位被置相应的位被置“1”外，还必须使外，还必须使EA位置位置“1”。改变改变IE的内容的内容，可由，可由位操作指令位操作指令来实现（即来实现（即SETBbit；CLRbit），也可用），也可用字节操作指令字节操作指令实现。实现。16【例例5-1】若允许片内若允许片内2个定时器个定时器/计数器中断，并禁止计数器中断，并禁止其他中断源的中断请求，请编写设置其他中断源的中断请求，请编写设置IE的相应程序段。的相应程序段。（1）用位操作指令）用位操作指令CLRES；禁止串行口中断；禁止串行口中断 CLREX0；禁止外部中断；禁止外部中断0中断中断CLREX1；禁止外部中断；禁止外部中断1中断中断SETBET0；允许定时器；允许定时器/计数器计数器T0中断中断SETBET1；允许定时器；允许定时器/计数器计数器T1中断中断SETBEA；总中断开关位开放；总中断开关位开放（2）用字节操作指令）用字节操作指令MOVIE，#8AH上述两段程序对上述两段程序对IE的设置是相同的。的设置是相同的。175.3.2中断优先级寄存器中断优先级寄存器IPAT89S51的中断请求源有的中断请求源有两个中断优先级两个中断优先级，由软件分别设，由软件分别设置为置为高高优先级中断优先级中断或或低低优先级中断优先级中断，可实现：，可实现：两级中断嵌套两级中断嵌套AT89S51正在执行低优先级中断的服务程序时，可被高优正在执行低优先级中断的服务程序时，可被高优先级中断请求所中断，待高优先级中断处理完毕后，再返回低先级中断请求所中断，待高优先级中断处理完毕后，再返回低优先级中断服务程序。优先级中断服务程序。两级中断嵌套两级中断嵌套的的过程过程如如图图5-6所示。所示。1819图5-6两两级中断嵌套的中断嵌套的过程程各中断源的中断优先级关系，可归纳为各中断源的中断优先级关系，可归纳为两条基本规则两条基本规则：（1）低优先级可被高优先级中断，高优先级不能低优）低优先级可被高优先级中断，高优先级不能低优先级中断。先级中断。如果某一中断源被设置为高优先级中断，则不如果某一中断源被设置为高优先级中断，则不能被任何其他的中断源的中断请求所中断。能被任何其他的中断源的中断请求所中断。（2）任何一种任何一种中断中断一旦得到响应，一旦得到响应，不会再被它的同级不会再被它的同级中断源所中断中断源所中断。中断优先级寄存器中断优先级寄存器IP，其，其字节地址为字节地址为B8H，可位寻址。，可位寻址。只要用程序改变其内容，可进行各中断源只要用程序改变其内容，可进行各中断源中断优先级的设中断优先级的设置置，IP寄存器的格式如寄存器的格式如图图5-7所示。所示。20图图5-7IP寄存器的格式寄存器的格式中断优先级寄存器中断优先级寄存器IP各位的含义各位的含义如下：如下：（1）PS串行口中断优先级控制位串行口中断优先级控制位1：高优先级：高优先级0：低优先级：低优先级（2）PT1定时器定时器T1中断优先级控制位中断优先级控制位1：高优先级：高优先级0：低优先级：低优先级21（3）PX1外部中断外部中断1中断优先级控制位中断优先级控制位1：高优先级：高优先级0：低优先级：低优先级（4）PT0定时器定时器T0中断优先级控制位中断优先级控制位1：高优先级：高优先级0：低优先级：低优先级（5）PX0外部中断外部中断0中断优先级控制位中断优先级控制位1：高优先级：高优先级0：低优先级：低优先级中断优先级控制寄存器中断优先级控制寄存器IP用位操作指令或字节操作指令用位操作指令或字节操作指令可更新可更新IP的内容，以改变中断优先级。的内容，以改变中断优先级。AT89S51复位复位以后，以后，IP的内容为的内容为0，各个中断源，各个中断源均为低均为低优先级优先级中断。中断。22AT89S51的中断系统有的中断系统有两个不可寻址的两个不可寻址的“优先级激活触优先级激活触发器发器”。一个指示某高优先级一个指示某高优先级的中断正在执行，所有后来的中断的中断正在执行，所有后来的中断均被阻止；均被阻止；另一个触发器指示某低优先级另一个触发器指示某低优先级的中断正在执行，的中断正在执行，所有同级的中断都被阻止，但不阻断高优先级的中断请求。所有同级的中断都被阻止，但不阻断高优先级的中断请求。在同时收到在同时收到几个同优先级的中断请求几个同优先级的中断请求时，哪一个中断请时，哪一个中断请求能优先得到响应，求能优先得到响应，取决于内部的查询顺序。取决于内部的查询顺序。这相当于在这相当于在同一个优先级内，还同时存在另一个辅助优先级结构，其同一个优先级内，还同时存在另一个辅助优先级结构，其查询顺序见查询顺序见表表5-1。23表表5-1同级中断的查询次序同级中断的查询次序由此可见，各中断源在同一个优先级的条件下，由此可见，各中断源在同一个优先级的条件下，外部中外部中断断0的中断优先权的中断优先权最高最高，串行口中断串行口中断优先权优先权最低最低。24【例例5-25-2】IP寄存器初始化，寄存器初始化，AT89S51的的两个外中断两个外中断请求请求为为高优先级高优先级，其他中断请求为低优先级其他中断请求为低优先级。（1）用位操作指令）用位操作指令SETB PX0SETB PX0；外中断；外中断0 0设置为高优先级设置为高优先级SETB PX1SETB PX1；外中断；外中断1 1设置为高优先级设置为高优先级CLR PSCLR PS；串行口设置为低优先级；串行口设置为低优先级CLR PT0CLR PT0；定时器；定时器/ /计数器计数器T0T0为低优先级为低优先级CLR PT1CLR PT1；定时器；定时器/ /计数器计数器T1T1为低优先级为低优先级 （2）用字节操作指令）用字节操作指令MOV IPMOV IP，#05H#05H255.4响应中断请求的条件响应中断请求的条件中断请求被响应，中断请求被响应，必须满足以下必要条件：必须满足以下必要条件：（1）总中断允许总中断允许开关接通，即开关接通，即IE寄存器中的中断总允许寄存器中的中断总允许位位EA=1。（2）该中断源）该中断源发出中断请求发出中断请求，即，即对应的中断请求标志为对应的中断请求标志为“1”。（3）该中断源的）该中断源的中断允许位中断允许位=1，即该中断被允许。，即该中断被允许。（4）无同级无同级或或更高级中断更高级中断正在被服务。正在被服务。当当CPU查询到有效的中断请求时，在满足上述条件时，查询到有效的中断请求时，在满足上述条件时，紧接着就进行中断响应。紧接着就进行中断响应。26中断响应的过程：中断响应的过程：首先由硬件首先由硬件自动生成一条长调用指令自动生成一条长调用指令“LCALLaddr16”。就是程序存储区中就是程序存储区中相应的中断入口地址相应的中断入口地址。例如，例如，对于外部中断对于外部中断1的响应，硬件自动生成的长调用的响应，硬件自动生成的长调用指令为指令为LCALL0013H首先将程序计数器首先将程序计数器PC的内容的内容压入堆栈压入堆栈以保护断点，再以保护断点，再将将中断入口地址装入中断入口地址装入PC，使程序转向响应中断请求的中，使程序转向响应中断请求的中断入口地址。断入口地址。各中断源服务程序的各中断源服务程序的入口地址入口地址，如，如表表5-2所示。所示。27 表表5-2 5-2 中断入口地址表中断入口地址表 两两个个中中断断入入口口间间只只相相隔隔8字字节节，难难以以安安放放一一个个完完整整的的中中断断服服务务程程序序。因因此此，通通常常在在中中断断入入口口地地址址处处放放置置一一条条无无条条件转移指令件转移指令，使程序执行转向中断服务程序入口。，使程序执行转向中断服务程序入口。28中断响应是有条件的，当遇到下列中断响应是有条件的，当遇到下列三种情况三种情况之一时，中之一时，中断响应被封锁：断响应被封锁：（1）CPU正在处理同级或更高优先级正在处理同级或更高优先级的中断。的中断。（2）所查询的机器周期）所查询的机器周期不是当前正在执行指令的最后不是当前正在执行指令的最后一个机器周期一个机器周期。只有在当前指令执行完毕后，才能进行中。只有在当前指令执行完毕后，才能进行中断响应，以确保当前断响应，以确保当前指令执行的完整性指令执行的完整性。（3）正在执行的指令是）正在执行的指令是RETI或是访问或是访问IE或或IP的指令。的指令。因为按照因为按照AT89S51中断系统的规定，在执行完这些指令后，中断系统的规定，在执行完这些指令后，需要再执行完一条指令，才能响应新的中断请求。需要再执行完一条指令，才能响应新的中断请求。如果存在上述三种情况之一，如果存在上述三种情况之一，CPU将丢弃中断查询结果，将丢弃中断查询结果，不能对中断进行响应。不能对中断进行响应。295.5外部中断的响应时间外部中断的响应时间 使用使用外部中断外部中断时，需考虑从时，需考虑从外部中断请求到转向中断外部中断请求到转向中断入口地址所需的时间入口地址所需的时间。 外部中断的外部中断的最短最短响应时间为响应时间为3个机器周期个机器周期。其中中断请。其中中断请求求标志位查询占标志位查询占1个机器周期个机器周期，而这个机器周期，而这个机器周期恰好处于指恰好处于指令的最后一个机器周期。令的最后一个机器周期。在这个机器周期结束后，中断即在这个机器周期结束后，中断即被响应，被响应，CPU接着执行一条接着执行一条硬件子程序调用指令硬件子程序调用指令LCALL到到相中断服务程序入口，相中断服务程序入口，需要需要2个机器周期个机器周期。 外部中断响应的外部中断响应的最长最长时间为时间为8个机器周期。个机器周期。在在CPU进行进行中断标志查询时，刚好才开始执行中断标志查询时，刚好才开始执行RETI或访问或访问IE或或IP的指的指令，需执行完指令再继续执行一条指令后，才响应中断。令，需执行完指令再继续执行一条指令后，才响应中断。30执行执行RETI或访问或访问IE或或IP的指令，最长需要的指令，最长需要2个机器周期个机器周期。接着再执行一条指令，最长指令（乘法指令接着再执行一条指令，最长指令（乘法指令MUL和除和除法指令法指令DIV）来算，也只有）来算，也只有4个个机器周期机器周期。再加上硬件子程。再加上硬件子程序调用指令序调用指令LCALL的执行，需要的执行，需要2个个机器周期机器周期，所以，外，所以，外部中断响应的最长时间为部中断响应的最长时间为8个机器周期。个机器周期。如果已经在如果已经在处理同级或更高级中断处理同级或更高级中断，外部中断请求的响，外部中断请求的响应时间取决于正在执行的中断服务程序的处理时间，这种应时间取决于正在执行的中断服务程序的处理时间，这种情况下，响应时间就无法计算了。情况下，响应时间就无法计算了。这样，在一个这样，在一个单一中断单一中断的系统里，的系统里，AT89S51单片机对外单片机对外部中断请求的响应时间总是在部中断请求的响应时间总是在38个机器周期个机器周期之间。之间。315.6外部中断的触发方式选择外部中断的触发方式选择两种触发方式：电平触发方式和跳沿触发方式。两种触发方式：电平触发方式和跳沿触发方式。5.6.1电平触发方式电平触发方式外部中断申请触发器的状态随着外部中断申请触发器的状态随着CPU在每个机器周期采在每个机器周期采样到的外部中断输入引脚的电平变化而变化。样到的外部中断输入引脚的电平变化而变化。在在中断服务程序返回之前中断服务程序返回之前，外中断请求输入必须无效外中断请求输入必须无效（即外部中断请求输入已由低电平变为高电平），否则会（即外部中断请求输入已由低电平变为高电平），否则会再次响应中断。再次响应中断。所以本方式所以本方式适合于适合于外部中断外部中断以低电平输入以低电平输入且中断服务程且中断服务程序能序能清除外部中断请求源清除外部中断请求源（即外中断输入电平又变为高电（即外中断输入电平又变为高电平）的情况。平）的情况。325.6.2跳沿触发方式跳沿触发方式外部中断申请触发器能外部中断申请触发器能锁存外部中断输入线上的锁存外部中断输入线上的负跳变负跳变。即使不能响应，中断请求标志不丢失。即使不能响应，中断请求标志不丢失。相继连续两次采样，一个机器周期为高，下一个机器周相继连续两次采样，一个机器周期为高，下一个机器周期采样为低，则中断申请触发器置期采样为低，则中断申请触发器置1，直到，直到CPU响应此中响应此中断时，才清断时，才清0。输入的负脉冲宽度至少保持输入的负脉冲宽度至少保持12个时钟周期，才能被采样个时钟周期，才能被采样到。适合于以负脉冲形式输入的外部中断请求。到。适合于以负脉冲形式输入的外部中断请求。335.7中断请求的撤销中断请求的撤销某个中断请求被响应后，就存在着一个中断请求的撤销某个中断请求被响应后，就存在着一个中断请求的撤销问题。问题。1定时器定时器/计数器中断请求的撤销计数器中断请求的撤销硬件会自动把中断请求标志位（硬件会自动把中断请求标志位（TF0或或TF1）清）清0，自动自动撤销撤销。2外部中断请求的撤销外部中断请求的撤销（1）跳沿方式外部中断请求的撤销）跳沿方式外部中断请求的撤销包括两项：包括两项：中断标志位清中断标志位清0和和外中断信号的撤销。外中断信号的撤销。中断标志位清中断标志位清0是在中断响应后由硬件自动完成的。是在中断响应后由硬件自动完成的。外中断请求信号的撤销外中断请求信号的撤销，由于跳沿信号过后也就消失了，由于跳沿信号过后也就消失了，自动撤销。自动撤销。34（2）电平方式外部中断请求的撤销）电平方式外部中断请求的撤销电平方式外中断请求的撤销，其中中断请求标志自动撤电平方式外中断请求的撤销，其中中断请求标志自动撤销，但中断请求信号的低电平可能继续存在，为此，除了销，但中断请求信号的低电平可能继续存在，为此，除了标志位清标志位清“0”之外，还需在中断响应后之外，还需在中断响应后把中断请求信号把中断请求信号输入引脚从输入引脚从低电平低电平强制改变为强制改变为高电平高电平，如，如图图5-8所示。所示。 35图5-8电平方式的外部中断平方式的外部中断请求的撤求的撤销电路路由图由图5-8，用，用D触发器锁存触发器锁存外来的中断请求外来的中断请求低电平低电平，并，并通过通过D触发器的输出端触发器的输出端Q接到接到 （或（或 ）。）。所以，增加的所以，增加的D触发器不影响中断请求。触发器不影响中断请求。中断响应后，利用中断响应后，利用D触发器的触发器的SD端接端接AT89S51的的P1.0端。因此，只要端。因此，只要P1.0端输出一个负脉冲就可以使端输出一个负脉冲就可以使D触发器触发器置置“1”，撤销低电平的中断请求信号。撤销低电平的中断请求信号。负脉冲负脉冲可在中断服务程序中增加如下指令：可在中断服务程序中增加如下指令：ORLP1，#01H；P1.0为为“1”ANLP1，#0FEH；P1.0为为“0”ORLP1，#01H；P1.0为为“1”363串行口中断请求的撤销串行口中断请求的撤销响应串行口的中断后，响应串行口的中断后，CPU无法知道是接收中断还是发无法知道是接收中断还是发送中断，还需测试这两个中断标志位，以送中断，还需测试这两个中断标志位，以判定是接收操作判定是接收操作还是发送操作还是发送操作，然后才清除。所以串行口中断请求的撤销，然后才清除。所以串行口中断请求的撤销只能使用只能使用软件软件的方法的方法，在中断服务程序中进行，即用如下，在中断服务程序中进行，即用如下指令在中断服务程序中对串行口中断标志位进行清除：指令在中断服务程序中对串行口中断标志位进行清除：CLRTI；清；清TI标志位标志位CLRRI；清；清RI标志位标志位375.8中断服务子程序的设计中断服务子程序的设计中断系统的运行必须与中断服务子程序配合才能正确使中断系统的运行必须与中断服务子程序配合才能正确使用。设计中断服务子程序需要首先明确以下几个问题。用。设计中断服务子程序需要首先明确以下几个问题。1中断服务子程序设计的任务中断服务子程序设计的任务任务有下列任务有下列4条：条：（1）设置中断允许控制寄存器设置中断允许控制寄存器IE，允许相应的中断请，允许相应的中断请求源中断。求源中断。（2）设置中断优先级寄存器设置中断优先级寄存器IP，确定所使用的中断源，确定所使用的中断源的优先级。的优先级。（3）若是外部中断源若是外部中断源，还要设置中断请求的，还要设置中断请求的触发方式触发方式决定采用电平触发方式还是跳沿触发方式。决定采用电平触发方式还是跳沿触发方式。（4）编写中断服务子程序编写中断服务子程序，处理中断请求。，处理中断请求。38前前3条一般放在主程序的初始化程序段中。条一般放在主程序的初始化程序段中。【例例5-35-3】假设允许假设允许外部中断外部中断0中断中断，设定为，设定为高级高级中断，中断，采用跳沿触发方式，采用跳沿触发方式，其他中断源为低级中断其他中断源为低级中断。初始化程序。初始化程序如下：如下：SETBEA；EA位置位置1，总中断开关位开放，总中断开关位开放SETBEX0；EX0位置位置1，允许外部中断，允许外部中断0产生中断产生中断SETBPX0；PX0位置位置1，外部中断，外部中断0为高优先级中断为高优先级中断SETBIT0；IT0位置位置1，外部中断，外部中断0为跳沿触发方式为跳沿触发方式392采用中断时的主程序结构采用中断时的主程序结构程序必须先从程序必须先从主程序起始地址主程序起始地址0000H执行。所以，执行。所以，在在0000H起始地址的几个字节中，用无条件转移指令起始地址的几个字节中，用无条件转移指令，跳向，跳向主程序。主程序。另外，各中断入口地址之间依次相差另外，各中断入口地址之间依次相差8字节，中断服务字节，中断服务子程序稍长就超过子程序稍长就超过8字节，这样中断服务子程序就占用了字节，这样中断服务子程序就占用了其他的中断入口地址，影响其他中断源的中断处理。为此，其他的中断入口地址，影响其他中断源的中断处理。为此，一般在进入中断后，用一般在进入中断后，用一条无条件转移指令一条无条件转移指令，把中断服务，把中断服务子程序子程序跳转到跳转到远离其他中断入口的入口地址处。远离其他中断入口的入口地址处。40常用的常用的主程序结构主程序结构如下：如下：ORG0000HLJMPMAINORGX1X2X3X4H；X1X2X3X4H为某中断源的中断入口为某中断源的中断入口LJMPINT；INT为某中断源的中断入口标号为某中断源的中断入口标号ORGY1Y2Y3Y4H；Y1Y2Y3Y4H为主程序入口为主程序入口MAIN：主程序主程序INT： 中断服务子程序中断服务子程序注意：注意：如果有多个中断源，就有多个如果有多个中断源，就有多个“ORGX1X2X3X4H”的的入口地址，多个入口地址，多个“中断入口地址中断入口地址”必须依次由小到大排列必须依次由小到大排列。主程序主程序MAIN的起始地址的起始地址Y1Y2Y3Y4H，根据具体情况来安排。，根据具体情况来安排。413中断服务子程序的流程中断服务子程序的流程 中断服务子程序的基本中断服务子程序的基本流程如流程如图图5-9所示所示。下面。下面对有关中断服务子程序对有关中断服务子程序执行过程中的一些问题执行过程中的一些问题进行说明。进行说明。 42图5-9中断子服中断子服务程序的基本流程程序的基本流程（1）现场保护和现场恢复）现场保护和现场恢复现场是指单片机中某些寄存器和存储器单元中的数据或现场是指单片机中某些寄存器和存储器单元中的数据或状态。为使中断服务子程序的执行不破坏这些数据或状态，状态。为使中断服务子程序的执行不破坏这些数据或状态，因此要送入堆栈保存起来，这就是因此要送入堆栈保存起来，这就是现场保护现场保护。 现场保护现场保护一定要一定要位于中断处理程序的位于中断处理程序的前面前面。中断处理结。中断处理结束后，在返回主程序前，则需要把保存的现场内容从堆栈束后，在返回主程序前，则需要把保存的现场内容从堆栈中弹出恢复原有内容，这就是中弹出恢复原有内容，这就是现场恢复现场恢复。现场恢复现场恢复一定要位于一定要位于中断处理的中断处理的后面后面。AT89S51的堆栈操作指令：的堆栈操作指令：“PUSHdirect”和和“POPdirect”，是供现场保护和现场，是供现场保护和现场恢复使用的。要保护哪些内容，应根据具体情况来定。恢复使用的。要保护哪些内容，应根据具体情况来定。43（2）关中断和开中断）关中断和开中断 现场保护前现场保护前和和现场恢复前现场恢复前关中断，是为防止此时有高一关中断，是为防止此时有高一级的中断进入，避免现场被破坏。级的中断进入，避免现场被破坏。在现场保护和现场恢复之后的开中断在现场保护和现场恢复之后的开中断是为下一次的中断是为下一次的中断做好准备，也为了允许有更高级的中断进入。这样，中断做好准备，也为了允许有更高级的中断进入。这样，中断处理可以被打断，但原来的现场保护和现场恢复不允许更处理可以被打断，但原来的现场保护和现场恢复不允许更改，除了现场保护和现场恢复的片刻外，仍然保持着中断改，除了现场保护和现场恢复的片刻外，仍然保持着中断嵌套的功能。嵌套的功能。但有时候，一个重要的中断，必须执行完毕，不允许被但有时候，一个重要的中断，必须执行完毕，不允许被其他的中断嵌套。其他的中断嵌套。可在现场保护前先关闭总中断开关位，可在现场保护前先关闭总中断开关位，待中断处理完毕后再开总中断开关位。这样，需把待中断处理完毕后再开总中断开关位。这样，需把图图5-9中的中的“中断处理中断处理”步骤前后的步骤前后的“开中断开中断”和和“关中断关中断” ” 去掉。去掉。44（3）中断处理）中断处理 应用设计者根据任务的具体要求，来编写中断处理部分应用设计者根据任务的具体要求，来编写中断处理部分的程序。的程序。（4）中断返回）中断返回中断服务子程序中断服务子程序最后一条指令必须是返回指令最后一条指令必须是返回指令RETI。CPU执行完这条指令后，执行完这条指令后，把响应中断时所置把响应中断时所置1的不可寻址的不可寻址的优先级状态触发器清的优先级状态触发器清0，然后从堆栈中弹出栈顶上的两然后从堆栈中弹出栈顶上的两个字节的断点地址送到程序计数器个字节的断点地址送到程序计数器PC，弹出的第一个字，弹出的第一个字节送入节送入PCH，弹出的第二个字节送入，弹出的第二个字节送入PCL，从断点处重新，从断点处重新执行主程序。执行主程序。45【例例5-4】 根据根据图图5-9流程，编写中断服务程序。设现场保流程，编写中断服务程序。设现场保护只将护只将PSW寄存器和累加器寄存器和累加器A的内容压入堆栈中保护。一个的内容压入堆栈中保护。一个典型的中断服务子程序如下：典型的中断服务子程序如下：INT：CLREA；CPU关中断关中断PUSHPSW；现场保护；现场保护PUSHAccSETB EA；总中断允许；总中断允许中断处理段中断处理段CLREA；关中断；关中断POPAcc；现场恢复；现场恢复POPPSWSETBEA；总中断允许；总中断允许RETI；中断返回，恢复断点；中断返回，恢复断点46上述程序上述程序几点说明几点说明：（1）本例的）本例的现场保护假设仅仅涉及现场保护假设仅仅涉及PSW和和A的内容，的内容，如有其他需要保护的内容，只需在相应位置再加几条如有其他需要保护的内容，只需在相应位置再加几条PUSH和和POP指令即可。注意，堆栈的操作是先进后出。指令即可。注意，堆栈的操作是先进后出。（2） “ “中断处理程序段中断处理程序段”，设计者应根据中断任务的，设计者应根据中断任务的具体要求，来编写中断处理程序。具体要求，来编写中断处理程序。（3）如果不允许被其他的中断所中断，可将）如果不允许被其他的中断所中断，可将“中断处中断处理程序段理程序段”前后的前后的“SETBEA”和和“CLREA”两条指令去两条指令去掉。掉。（4）最后一条指令必须是返回指令最后一条指令必须是返回指令RETI，不可缺少，不可缺少，CPU执行完这条指令后，返回断点处，重新执行被中断的执行完这条指令后，返回断点处，重新执行被中断的主程序。主程序。 475.9多外部中断源系统设计多外部中断源系统设计实际的应用中，实际的应用中，两个外部中断请求源往往不够用两个外部中断请求源往往不够用，需对外，需对外部中断源进行扩充，如部中断源进行扩充，如图图5-10所示所示。系统有。系统有5个外部中断请求个外部中断请求源源IR0IR4，高电平有效。，高电平有效。最高级的请求源最高级的请求源IR0直接接到直接接到AT89S51的一个外部中断请的一个外部中断请求输入端求输入端 ，其余，其余4个请求源个请求源IR1IR4通过各自的通过各自的OC门（集电极开路门）连到门（集电极开路门）连到AT89S51的另一个外中断源输的另一个外中断源输入端入端 ，同时还连到，同时还连到P1口的口的P1.0P1.3脚，供脚，供AT89S51查询。查询。图图5-10所示所示电路，除了电路，除了IR0优先权级别最高优先权级别最高外，外，其余其余4个外个外部中断源部中断源的中断优先权的中断优先权取决于查询顺序取决于查询顺序，中断优先权的高与，中断优先权的高与低，取决于查询顺序。低，取决于查询顺序。4849图5-10中断和中断和查询相相结合的多外部中断合的多外部中断请求源系求源系统假设假设图图5-10中的中的4个外设中有一个外设提出高电平有效个外设中有一个外设提出高电平有效的中断请求信号，则中断请求通过的中断请求信号，则中断请求通过4个集电极开路个集电极开路OC门的门的输出公共点，即输出公共点，即 脚的电平就会变低。究竟是哪脚的电平就会变低。究竟是哪个外设提出的请求，要个外设提出的请求，要通过程序查询通过程序查询P1.0P1.3引脚上的引脚上的逻辑电平逻辑电平来确定。来确定。本例假设某一时刻只能有一个外设提出中断请求，并设本例假设某一时刻只能有一个外设提出中断请求，并设IR1IR4这这4个中断请求源的高电平可由相应的中断服务个中断请求源的高电平可由相应的中断服务子程序清子程序清“0”，则中断服务子程序如下：，则中断服务子程序如下：ORG0013H； INT1*的中断入口的中断入口LJMPINT1ORG0100H50INT1:PUSH PSW；保护现场；保护现场PUSH AccJBP1.0，IR1；如；如P1.0为高，则为高，则IR1有请求，有请求，；跳；跳IR1处理处理JBP1.1，IR2；如；如P1.1为高，则为高，则IR2有请求，有请求， ； 跳跳IR2处理处理JBP1.2，IR3；如；如P1.2为高，则为高，则IR3有请求，有请求， ；跳；跳IR3处理处理JBP1.3，IR4；如；如P1.3为高，则为高，则IR4有请求，有请求， ； 跳跳IR4处理处理INTIR:POPAcc；恢复现场；恢复现场POPPSWRETI；中断返回；中断返回51IR1:AJMPINTIR ；IR1处理完，跳处理完，跳INTIR处执行处执行IR2:AJMP INTIR；IR2处理完，跳处理完，跳INTIR处执行处执行IR3:AJMP INTIR；IR3处理完，跳处理完，跳INTIR处执行处执行IR4:AJMP INTIR；IR4处理完，跳处理完，跳INTIR处执行处执行查询法扩展外部中断源比较简单，但是扩展的外部中断查询法扩展外部中断源比较简单，但是扩展的外部中断源个数较多时，查询时间稍长。源个数较多时，查询时间稍长。52IR1的中断处理子程序的中断处理子程序IR2的中断处理子程序的中断处理子程序IR3的中断处理子程序的中断处理子程序IR4的中断处理子程序的中断处理子程序