MCS-51单片机中断系统解析：优先级控制与中断处理

"中断优先级控制是MCS-51单片机中断系统的重要特性，通过IP寄存器实现。IP寄存器包括PX0、PT0、PX1、PT1和PS位，分别控制外中断0、定时器0、外中断1、定时器1和串口的中断优先级。当相应的位为1时，中断优先级较高，为0则优先级较低。中断的自然顺序为INT0、T0、INT1、T1和串口，自高至低排列。80C51单片机具有五个固定的可屏蔽中断源，其中三个在片内，两个在片外，每个中断源在程序存储器中都有固定的中断入口地址。中断处理涉及中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个步骤，中断嵌套是基于中断优先级实现的，需满足中断服务程序允许中断且有更高优先级的中断源请求。中断服务子程序与一般子程序调用有明显区别，中断服务子程序主要用于处理外设事件，且需要保护现场，而子程序调用则是程序员设计的，与外设无关。中断源可以是I/O设备或其他随机事件，中断优先级可以通过编程进行设定。" MCS-51单片机的中断系统是一种响应外部或内部事件并临时中断当前执行任务的技术，它能提高处理器的效率、实时性和可靠性。中断系统包括中断源、中断请求、中断服务和中断返回等关键部分。中断源如外中断INT0、INT1，定时器T0、T1以及串行接口，它们的优先级可以通过IP寄存器进行配置。 IP寄存器是一个8位寄存器，其具体位如描述所示，通过置位或清零这些位，可以设定不同中断源的优先级。例如，若要提高外中断0的优先级，可以将PX0位置1。中断优先级的顺序是固定的，即使在同优先级内，也会按照INT0>T0>INT1>T1>串口的顺序执行。 中断处理过程分为四个阶段：首先，中断源向CPU发送中断请求；然后，CPU检查中断允许寄存器IE以确定是否接受请求；接着，如果允许，CPU保存当前状态，跳转到中断服务程序；最后，在完成服务后，CPU恢复现场并返回到被中断的地址继续执行。 中断嵌套是中断系统的一个特性，当一个中断服务程序执行过程中出现更高优先级的中断请求，CPU会暂停当前服务，转而处理新的中断。中断嵌套需要满足两个条件：一是中断服务程序允许中断（即中断允许寄存器中的相应位为1），二是存在更高优先级的中断源。 中断服务子程序与常规子程序调用的不同之处在于，中断服务子程序的调用是由硬件自动触发的，通常用于响应I/O设备的需求，因此需要保护现场（如寄存器和堆栈）以确保正确恢复。而子程序调用是程序员在代码中显式安排的，主要服务于主程序逻辑，通常不涉及设备交互。 MCS-51单片机的中断系统提供了丰富的中断功能，包括两层中断优先级和中断嵌套，使得系统能够高效地处理各种实时性要求高的任务，尤其在I/O设备管理和实时控制系统中发挥了重要作用。通过理解和掌握中断系统的工作原理和编程技巧，开发者能够更好地利用MCS-51单片机进行复杂系统的开发。