7 中断系统

学习笔记
作者: MingXiao

7.1 概念

中断相对轮询的优势

  • 轮询：CPU使用软件查询，效率低

7.2 MCS-51中断系统

中断源

当中断源给出有效信号，中断标志位自动置为1

EA是所有中断的总开关

中断入口固定：

  • 0003H为INT0；000BH为T0溢出中断；0013H为INT1；001BH为T1溢出中断；0023H串口中断，读/写UART的BUFFER；共5个

中断标志位

  • 除串口上的标志位外，其他中断标志位会自动清零；置1一定是硬件干的；串口的标志位手动清零
  • 由于Rx, TX共用一个中断例程，需要在进入例程时判断当前是R/T，进入对应的分支

中断触发方式

当IT0=1时，采用下降沿有效；当IT0=0时，采用低电平有效；IT可以更换为其他的控制位

当采用低电平时，输入的低电平不应该大于一个机器周期，否则会多次触发

当采用下降沿时，高低电平都应该保持一个机器周期，否则采集不到

中断控制优先级

按位设置优先级，当两个中断都设为1时，参考自然优先级排序

优先级只在响应之前排队时有效，一旦开始响应，同一级别（无视自然优先级）不能被打断；高级别可以

仅两个优先级

7.3 中断处理过程

中断响应条件

  • 中断源产生请求
  • 这个请求的中断允许为1（如EX0=1）
  • CPU开总中断EA=1

响应时间

  • 最快响应时间：1周期查询，2周期LCALL，都是机器周期
  • 最慢响应时间：1周期查询，1周期返回（RET, RETI），4周期乘除法，2周期LCALL

中断响应过程

  1. 在机器周期的S5P2期间，中断系统对各个源采样，这些采样值在下一个机器周期内按优先级查询
  2. 某个标志位被置1，则会在查询周期中被发现
  3. 将相应的优先级状态触发器（用户不可见）置为1，防止同级/低级的中断请求
  4. 执行硬件LCALL，压栈PC，写入入口
  5. 执行中断例程

RETI会将对应的中断优先级触发器置为0，告诉CPU中断例程结束

一些例外：

遇以下任一条件，硬件将受阻，不产生LCALL指令：

CPU正在处理同级或高优先级中断；

当前查询的机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期。即在完成所执行指令前，不会响应中断，从而保证指令在执行过程中不被打断；

正在执行的指令为RET、RETI或任何访问IE或IP寄存器的指令。即只有在这些指令后面至少再执行一条指令时才能接受中断请求。

7.4 中断实例

程序如下

ORG  0000H 
        LJMP  MAIN
ORG   0013H				   ; 中断服务程序入口地址
        LJMP  IN11		   ; 使用LJMP
        				   ; 因为在中断时自动保存了返回地址，这里不用CALL
MAIN:	SETB  EA           ; 开总中断允许“开关”
        SETB  EX1          ; 开分中断允许“开关” 
        CLR   PX1          ; 低优先级（也可不要此句） 
        SETB  IT1          ; 边沿触发
        MOV   A, #01H      ; 给累加器A赋初值
        SJMP  $            ; 原地等待中断申请
IN11:	RL    A            ; 左环移一次
        MOV   P1, A        ; 输出到P1口
        RETI               ; 中断返回
        END


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