MCS-51单片机中断系统解析

"安徽理工大学的单片机课件，主要讲解了MCS-51单片机的中断系统，包括中断系统的概念、中断请求源、中断系统的结构、中断处理过程以及中断扩展。" 在MCS-51单片机中，中断系统是一个关键特性，它允许CPU暂停当前执行的任务，响应突发事件并进行相应的处理，然后返回到被中断的点继续执行原任务。中断系统主要由以下几个部分组成： 1. **中断的概念**：中断是单片机对外部或内部事件的快速响应机制。当发生中断时，CPU会保存当前执行状态，如程序计数器（PC）的值，即断点，然后转去执行中断服务程序。 2. **中断请求源**：MCS-51单片机有两个外部中断源（INT0和INT1）和三个内部中断源（定时器T0、定时器T1以及串行口中断）。外部中断可以由低电平或负跳变触发，内部中断则与特定硬件功能相关，如定时器溢出或串行数据传输完成。 3. **中断系统的结构**：中断系统包括中断请求、中断响应、中断处理和中断返回四个阶段。当中断请求发生，CPU检测到中断请求信号，经过中断允许控制，进入中断处理，将程序计数器更新为中断服务程序的地址，执行中断服务程序。完成后，通过中断返回指令（RETI）恢复原程序执行。 4. **中断处理过程**：中断处理包括中断响应、保护断点、执行中断服务程序和中断返回。中断响应时间取决于CPU当前执行的指令，保护断点通常涉及保存PSW（程序状态字）和PC的值。中断服务程序完成后，通过RETI指令恢复现场并返回到被中断的程序位置。 5. **中断扩展**：MCS-51单片机的中断系统可以通过额外的硬件和软件设计进行扩展，以处理更多的中断源或更复杂的中断优先级管理。这可能涉及到中断优先级寄存器的配置，以决定哪些中断可以优先处理。 在实际应用中，中断系统提高了单片机对实时性需求的响应能力，使得单片机能够同时处理多个任务，尤其是在控制、通信和数据采集等应用中显得尤为重要。中断和子程序的主要区别在于中断是随机发生的，而子程序是程序员预先安排的；中断处理是通过固定的中断入口地址，而子程序返回则使用一般子程序调用指令（如RET）。 理解并熟练掌握MCS-51单片机的中断系统对于进行单片机开发至关重要，因为它直接影响到系统的实时性和效率。通过学习和实践，开发者可以更好地设计和优化基于MCS-51的嵌入式系统。