51单片机之中断系统

一、中断概念1、中断发挥的作用2、什么是中断3、什么是中断源4、中断优先级5、中断系统 二、中断的结构1、中断源（以基础型52为例）2、中断控制相关寄存器3、中断结构图 三、51单片机中断响应流程四、中断程序设计五、中断程序示例

一、中断概念

1、中断发挥的作用

中断一方面可以通过标志位的设定，极大的降低CPU的占用率；另一方面使用中断，也实现了单片机对复杂情景的处理。

2、什么是中断

CPU与外设并行工作，当外设数据准备好或者有某种突发事件发生时，向CPU提出请求，CPU暂停正在进行的工作，转而为该外设服务（或者是处理紧急事件），处理完毕后再回到原断点继续执行原程序。这个过程称为中断。

注：这里对于初学者，额外解释一句，上述所指的外设一般情况下指的是片上外设。例如定时器、串行口等 我们的计算机主要由运算器、控制器（合成中央处理器CPU）、输入、输出、存储这五大部分构成。除了运算器和控制器，基本都可以叫外设。

3、什么是中断源

引起中断的原因和发出中断请求的来源，称为中断源。 中断源可以是外设（通过接口）、紧急事件、定时器或人为设置用于单步或断点调试程序。

4、中断优先级

当有多个中断源同时向CPU申请中断时，CPU优先响应最需紧急处理的中断请求，这种预先安排的响应次序，称为中断优先级。

5、中断系统

能实现中断功能并能对中断进行管理的硬件和软件称为中断系统。 中断请求是在执行程序的过程中随机发生的。

中断系统要解决的问题： ①CPU在不断的执行程序的过程中，如何检测到随机发生的中断请求 ②是否允许中断 ③如何正确的进入中断 ④怎么排列优先级 ⑤中断完成后，怎么返回原断点处

二、中断的结构

基础51单片机有5个中断源，增强型52系列增加了一个定时计数器2，共有6个中断源。其中包含两个外部中断源，其余为内部中断源（具体几个可参考自己所用单片机型号的对应数据手册，不同型号之间均有差异）。

基础51单片机只有两个中断优先级，其他型号可能有更多的优先级（取决于用来控制优先级的位数多少，问我为什么，先请去复习一下二进制），通过这些优先级的设置，我们可以使中断实现嵌套。

1、中断源（以基础型52为例）

中断源符号名称中断引起原因中断服务程序入口地址（汇编用）INT0外部中断0P3^2引脚低电平或者下降沿信号0003HINT1外部中断1P3^3引脚低电平或者下降沿信号0013HT0定时器0中断定时器/计数器0计数回0溢出000BHT1定时器1中断定时器/计数器1计数回0溢出001BHT2定时器2中断定时器/计数器2计数回0溢出002BHITI / RI串行口中断串行通信完成一帧数据发送或接受引起中断0023H

2、中断控制相关寄存器

中断控制主要由两个方面： A：是否允许中断 B：中断的优先级设置

① 中断控制寄存器 IE ——中断的允许和接收

EA—ET2ESET1EX1ET0EX0中断总控位T2串行口T1INT1T0INT0

EA：中断总控开关，1-CPU开中断，0-关 其他都是一样，为表内各个对应外设的中断开关，1开0关

②中断请求标志及外部中断方式选择寄存器TCON

TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0T1请求有无T1工作启停T0请求有无T1工作启停INT1 请求有无INT1工作方式 下降沿/低电平INT0请求有无INT0工作方式 下降沿/低电平

注：串行口的中断标志位在SCON的RI和TI位

补充： 低电平和下降沿触发的区别 ①触发条件不同 低电平触发：低电平触发后一直处于中断状态 下降沿触发：检测到信号有下降沿时就触发开关动作，

②触发次数不同 低电平触发：只要引脚为低电平时间内中断一直有效，就会一直进入中断，直到变为高电平 下降沿触发：下降沿触发只触发一次，只在下次电平发生变化时才重新触发中断

③、中断优先级管理寄存器IP

注：不同型号的单片机，随着寄存器的增多，可用来控制优先级的位数越多，优先级层级就越多

——PT2PSPT1PX1PT0PX0T2优先级高低串行口优先级高低T1优先级高低INT1优先级高低T0优先级高低INT0优先级高低

1表优先级高 0低 若同为0或1时，CPU查询顺序为 INT0→T0→INT1→T1→TI/RI→T2

3、中断结构图

从图中可以看出，我们的51单片机中断部分流程如下：

①检测对应中断源标志位

②检测对应中断开关是否打开

③检测总中断是否打开

④查询是否有优先级更高或同优先级中断正在执行

⑤有高优先级或同级，等待其执行完毕进行中断；无高优先级和同级，直接进行中断

三、51单片机中断响应流程

CPU对中断的响应分为4个阶段：中断请求、中断响应、中断服务、中断返回 这里以定时器中断为例进行讲解

①CPU正常执行主程序

②定时器TH0,TL0计满溢出，中断标志位TF0置1

③CPU执行到正在进行的指令的最后一个机器周期，例行检测中断标志位

④检测到TF0=1，暂停主程序执行，查询EA、ET0，看是否允许中断

⑤检测中断优先级，看是否有条件执行中断

⑥查询可以执行中断，将CPU将要执行的下一条存于PC中的指令存入栈内（PC：程序计数器，存放CPU要执行的下一条指令）

⑦将中断入口地址送入PC，PC再送入CPU，进入中断服务函数

⑧进入中断服务函数，擦除中断标志位（软件清零），执行中断服务函数

⑨中断返回，将入栈的断点PC指令存入PC，返回主程序断点，继续执行

四、中断程序设计

1、开中断总开关EA，置位中断源的中断允许位

2、对于外部中断INT0、INT1，应选择中断触发方式为低电平还是下降沿

3、设定中断优先级，预置IP

4、中断服务程序函数定义 注：中断服务函数格式： 返回值 函数名（[参数]）[模式][ 再入]interrupt n [using m]

含义： interrupt n 将函数声明为中断服务函数 n: 0——外部中断0 1——定时/计数器0溢出中断 2——外部中断1 3——定时计数器1溢出中断

using m 定义函数使用的工作寄存器组 m 取值范围为0~3

五、中断程序示例

#include<reg52.h> int0()interrupt 0 { P1=0X0F; P1<<=4; } void main() { EA=1; EX0=1; IT0=1; while(1); }