第六篇 中断系统.ppt

第六章中断系统原理及应用Date1中断概念的出现,是计算机系统结构设计中的重大变革。现代计算机中操作系统实现的管理调度,其物质基础就是丰富的中断功能和完善的中断系统。一个CPU资源要面向多个任务,出现资源竞争,而中断技术实质上是一种资源共享技术。单片机的中断系统包括它的硬件和软件编程。Date2中断系统概述中断系统的几个概念: ⑴中断:程序执行过程中,允许外部或内部事件通过硬件打断程序的执行,使其转向为处理外部或内部事件的中断服务程序中去;完成中断服务程序后,CPU继续原来被打断的程序,这样的过程称为中断响应过程,如图6-1所示。图6–1中断响应过程Date3⑵中断源: 能产生中断的外部和内部事件。 ⑶中断优先级: 当有几个中断源同时申请中断时,或者CPU正在处理某中断源服务程序时,又有另一中断源申请中断,那么CPU必须要确定优先去处理谁的中断,称为中断优先级。 ⑷中断嵌套: 优先级高的事件可以中断CPU正在处理的低级的中断服务程序,待完成了高级中断服务程序之后,再继续被打断的低级中断服务程序。这是中断嵌套问题。Date4需要解决的问题主要有三点: ⑴当单片机内部或外部有中断申请时,CPU能及时响应中断,停下正在执行的任务,转去处理中断服务子程序,中断服务处理后能回到原断点处继续处理原先的任务; ⑵当有多个中断源同时申请中断时,应能先响应优先级高的中断源,实现中断优先级的控制; ⑶当低优先级中断源正在享用中断服务时,若这时优先级比它高的中断源也申请中断,要求能停下低优先级中断源的服务程序转去执行更高优先级中断源的服务程序,实现中断嵌套,并能逐级正确返回原断点处。单片机的中断系统需要解决的问题Date5⒈实现CPU与外部设备的速度配合 ⒉实现实时控制实时控制要求计算机能及时完成被控对象随机提出的分析和计算任务。在自动控制系统中,要求各控制参量随机地在任何时刻可向计算机发出请求,CPU必须作出快速响应、及时处理。单片机就是依靠中断技术来实现实时控制。⒊实现故障的及时发现及处理 单片机应用中由于外界的干扰、硬件或软件设计中存在问题等因素,在实际运行中会出现硬件故障、运算错误、程序运行故障等,有了中断技术,计算机就能及时发现故障并自动处理。 ⒋实现人机联系 比如通过键盘向单片机发出中断请求,可以实时干预计算机的工作。中断的主要功能Date68051的中断系统包括中断源、中断允许寄存器IE、中断优先级寄存器IP、中断矢量等。 在8051中,只有两级中断优先级。图6–2是8051的中断系统结构示意图。8051的中断系统Date7图6–28051的中断系统结构示意图Date88051中有5个中断源;8052中增加了一个中断源——定时器/计数器T2,即有6个中断源。每一个中断源都能被程控为高优先级或低优先级。8051五个中断源中包括两个外部中断源和三个内部中断源。 两个外部中断源INT0和INT1,外部设备的中断请求信号、掉电等故障信号都可以从INT0或INT1引脚输入。 三个内部中断源为T0和T1的定时/计数谥出中断源和串行口发送或接收中断源。  外部中断是由外部信号引起的,共有两个外部中断,它们的中断请求信号分别从引脚INT0()和INT1()上引入。 外部中断请求有两种信号触发方式,即电平有效方式和跳变有效方式,可通过设置有关控制位进行定义。 当设定为电平有效方式时,若INT0或INT1引脚上采样到有效的低电平,则向CPU提出中断请求;当设定为跳变有效方式时,若INT0或INT1引脚上采样到有效负跳变,则向CPU提出中断请求。Date10