中断控制定时及计数器与串行口PPT课件.pptx

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查询方式
查询方式包括查询输出方式和查询输入方式。所谓查询输入方式，是指CPU读外设数据前，先查询外设是否处于准备就绪状态（即外设是否已将数据输出到CPU的数据总线上）；查询输出方式是指CPU向外设输出数据前，先查询外设是否处于空闲状态（即外设是否可以接收CPU输出的数据）。
下面以CPU向外设输出数据为例，简要介绍查询传输方式的工作过程：当CPU需要向外设输出数据时，先将控制命令（如外设的启动命令）写入外设的控制端口，然后不断读外设的状态口，当发现外设处于空闲状态后，就将数据写入外设的数据口，完成数据的输出过程。
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下面以CPU向外设输出数据为例，简要介绍查询传输方式的工作过程：
当CPU需要向外设输出数据时，先将控制命令（如外设的启动命令）写入外设的控制端口，然后不断读外设的状态口，当发现外设处于空闲状态后，就将数据写入外设的数据口，完成数据的输出过程。
查询方式优缺点：
硬件开销少、传输程序简单，但缺点是CPU占用率高，因为在外设未准备就绪或处于非空闲状态前，CPU一直处于查询状态，不能执行其他操作，任何时候也只能与一个外设进行数据交换。
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中断通信方式
采用中断传输方式就可以克服查询传输方式存在的缺陷：当CPU需要向外设输出数据时，将启动命令写入外设控制口后，就继续执行随后的指令序列，而不是被动等待；当外设处于空闲状态，可以接收数据时，由外设向CPU发出允许数据传送的请求信号——即中断请求信号，如果满足中断响应条件，CPU将暂停执行随后的指令序列，转去执行预先安排好的数据传送程序——称为中断服务程序，CPU响应外设中断请求的过程简称为中断响应；待完成了数据传送后，再返回断点处继续执行被中断了的程序——这一过程称为中断返回。可见，在这种方式中，CPU发出控制命令后，将继续执行控制命令后的指令序列，而不是通过检测外设的状态来确定外设是否处于空闲状态，这不仅提高了CPU的利用率，而且能同时与多个外设进行数据交换——只要合理安排相应中断的优先级以及同优先级中断的查询顺序即可。因此，中断传输方式是CPU与外设之间最常见的一种数据传输方式。
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1. 中断源
在计算机控制系统中，把引起中断的事件称为中断源。在单片机控制系统中，常见的中断源有：
l外部中断，如CPU某些特定引脚电平变化引起的中断。
l各类定时/计数器溢出中断（即定时时间到或计数器满中断）。
l 串行发送结束中断。
l 串行接收有效中断。
l电源掉电中断。
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当多个外设以中断方式与CPU进行数据交换时，可能遇到两个或两个以上外设中断请求同时有效的情形。在这种情况下，CPU先响应哪一外设的中断请求？这就涉及到中断优先级问题。一般说来，为了能够处理多个中断请求，中断控制系统均提供中断优先级控制。有了中断优先级控制后，就可以解决多个中断请求同时有效时，先响应哪一请求中断问题，以及高优先级中断请求可中断低优先级中断处理进程，实现中断嵌套。
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3. 中断开关
有时为避免某一处理过程被中断，中断控制器给每一个中断源都设置了一个中断请求屏蔽位，用于屏蔽（即禁止）相应中断源的中断请求，当某一中断源的中断请求处于禁止状态时，即使该中断请求有效，CPU也不响应，相当于中断源的中断开关。此外，还设一个总的中断请求屏蔽位，当该位处于禁止状态时，CPU忽略所有中断源的中断请求，相当于中断源总开关。
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4. 中断处理过程
中断处理过程涉及中断查询和响应两个方面，即当某一事件发生时，对应的中断标志，即中断请求何时有效？CPU什么时候查询中断标志？什么时候？在什么情况下会响应中断请求？下面结合增强型MCS-51中断控制系统逐一介绍。
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增强型MCS-51中断控制系统
增强型MCS-51系列内嵌的中断控制器可以管理具有4个中断优先级的6个中断源（增强型MCS-51 CPU中断源的个数与标准MCS-52子系列相同），其结构如图4-1所示。在增强型MCS-51系列中，6个中断源对应8个中断请求标志（串行发送结束中断标志TI和串行接收有效中断标志RI相“或”后作为一个中断源——串行口中断，共用一个中断开关；定时器T2溢出中断TF2和外部触发中断EXF2相“或”后作为一个中断源——定时器T2中断，也共用一个中断开关）。
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图4-1