单片机中断系统解析及其在实时控制中的作用

"单片机应用-中断系统.pptx" 单片机中断系统是单片机应用技术中的核心组成部分，它使得CPU能够处理突发的紧急事件，而不必按照顺序执行每一项任务。中断系统的设计灵感来源于现实生活中的例子，比如主人在看书时遇到电话铃响，需要暂时放下书去接听电话，然后再回到原来的位置继续阅读。这个过程在单片机中表现为中断任务A（看书）来处理事件B（接听电话），并记录断点以便后续恢复。 中断系统主要包括以下几个关键概念： 1. 中断源：中断源是触发中断请求的硬件或软件事件，例如定时器溢出、外部输入信号等。 2. 中断请求：当中断源发生时，它会向CPU发送中断请求信号，表明需要CPU的即时响应。 3. 断点：主程序在被中断时执行到的最后一个指令地址，中断后需要记录这个位置以便恢复执行。 4. 中断服务程序：中断服务子程序是专门处理特定中断事件的代码段，CPU在响应中断后会跳转执行这个程序。 5. 中断响应：CPU检测到中断请求并满足响应条件后，停止当前任务，保存现场信息，然后开始执行中断服务程序。 6. 中断返回：中断服务完成后，CPU会恢复断点处的状态，继续执行被中断的原程序。 以51单片机为例，中断系统包括中断标志（如TCON和SCON）、中断允许寄存器（IE）和中断优先级寄存器（IP）。中断标志用来表示中断请求状态，中断允许寄存器控制各个中断源是否允许中断，中断优先级寄存器设置中断的优先级。例如，启用T1中断时，可以使用指令`ET1=1; EA=1;`或`IE=0X88;`。中断优先级分为高优先级和低优先级，高优先级中断可以打断低优先级中断，但低优先级不能打断高优先级。 中断响应的条件包括： 1. 中断源发出有效中断请求。 2. 总中断允许位EA被置1，允许中断发生。 3. 相应中断的中断源允许位被置1。 中断响应过程包括保存现场（主要是寄存器状态）、调用中断服务程序。在中断服务程序执行完毕后，CPU会通过中断返回指令恢复现场并返回到断点处继续执行。 中断系统的优点显著，它提高了CPU的效率，使得CPU可以与外设并行工作，实现实时处理和快速响应随机事件。此外，中断机制对于故障处理至关重要，能及时应对不可预见的情况，保证系统的可靠性和稳定性。 中断系统是单片机中不可或缺的一部分，它使得单片机能够灵活地处理各种实时任务，增强了系统的处理能力和适应性。理解和掌握中断系统的工作原理和操作方法，对于进行有效的单片机编程和系统设计至关重要。