MCS-51单片机中断系统解析与应用

"微机原理\\微机课件\\第6章 中断." 本文将深入探讨微机原理中的中断系统，特别是在MCS-51单片机中的应用。中断是计算机处理外部事件的一种机制，它允许CPU在执行程序时，根据外部或内部事件的请求暂停当前任务，转而执行中断服务程序，处理完该事件后再返回到原先被打断的地方继续执行。这种技术对于提高CPU效率、实现实时处理以及故障处理等方面具有重要意义。 中断系统由硬件和软件组成，负责处理中断请求信号的产生、中断响应、优先级管理、服务执行以及中断返回等功能。在MCS-51单片机中，存在五个中断源： 1. 外部中断0 (INT0)：通过P3.2端口线接收中断请求，适用于实时响应外部事件。 2. 定时器/计数器中断0 (TIM0)：定时器溢出时产生中断，可用于周期性任务。 3. 外部中断1 (INT1)：利用P3.3端口线，为用户提供额外的中断输入。 4. 定时器/计数器中断1 (TIM1)：与TIM0类似，但服务于不同的定时或计数需求。 5. 串行口中断 (SERIAL)：在串行数据传输完成或发生错误时触发，用于串行通信。 MCS-51单片机的中断系统有两个优先级层次：高优先级中断和低优先级中断。中断优先级控制寄存器IP用于设置中断优先级，而中断允许控制寄存器IE则用来开启或关闭各个中断源。 在主程序任务中，关于中断的设置如下： 1. 设定定时器T0工作在方式1（16位模式），能够定时131毫秒。 2. 计算定时常数TC为15536（十六进制3CB0H），这将使TH0装载3CH，TL0装载B0H。 3. 打开T0中断和全局中断，即设置IE为10000010B，允许T0中断并开启中断处理。 4. 启动定时器T0，通过SETB TR0指令激活。 5. 初始化软件计数器，例如使用R7并装载初值0AH。 6. 实现动态停机，通过SJMP $指令实现循环等待中断。 中断响应过程包括中断请求、查询、响应、执行中断服务程序以及中断返回。中断请求由中断源产生，CPU检测到中断请求后，会保存现场（如寄存器状态、程序计数器等），然后跳转到中断服务子程序的地址执行。中断服务完成后，通过中断返回指令恢复现场并返回到被中断的程序。 在实际应用中，中断系统常用于设备驱动、实时控制系统、多任务调度等场景。通过合理的中断管理和编程，可以高效地利用CPU资源，同时保证系统的稳定性和实时性。对于MCS-51单片机，掌握中断系统的使用是进行高效嵌入式开发的关键技能之一。