MCS-51单片机中断系统解析：概念、源与处理

本文档详细介绍了51单片机的中断系统，主要涵盖中断的概念、中断源、中断的允许与屏蔽、中断的优先权以及中断程序的实例。 在51单片机中，中断是一种处理紧急事件的方式。当外部硬件或内部硬件模块发生特定事件时，会触发中断，使得CPU暂停当前正在执行的程序，转而执行中断服务子程序（ISR），处理这些紧急事件。中断的概念涉及到中断申请、中断响应、中断处理和中断返回四个基本过程。中断的发生是异步的，由外部设备或内部状态变化触发，而子程序则是由程序的调用指令来执行的。 51单片机有多个中断源，包括外部中断INT0和INT1、定时/计数器0和1的溢出中断TF0和TF1，以及串行口的发送中断TI和接收中断RI。每个中断源都有相应的中断标志位，如IE0、IE1、TF0、TF1和TI/RI，当这些标志被设置时，表示中断事件发生。中断控制寄存器IE用于控制中断的全局使能和各个中断源的独立使能。 中断的允许与屏蔽通过中断允许寄存器IE进行管理。全局中断使能位EA控制所有中断是否开启，当EA为1时，中断被允许；为0时，所有中断被屏蔽。此外，每个中断源还有独立的使能位，如EX0、EX1、ET0、ET1和ES，用于分别控制INT0、INT1、Timer0、Timer1和串行口中断的开启或关闭。通过设置这些位，可以灵活地启用或禁用特定中断。 中断的优先权是确定多个中断同时发生时，CPU将响应哪个中断的规则。在51单片机中，中断优先权由高到低依次为：外部中断0、定时器/计数器0、外部中断1、定时器/计数器1和串行口。如果两个中断同时到来，优先级高的中断会被立即处理，而低优先级的中断会被暂时搁置，直到高优先级中断处理完毕。 在实际编程中，中断服务子程序通常包括清除中断标志、处理中断事件和恢复现场等步骤。中断结束后，CPU会执行RETI指令，从中断返回地址堆栈中弹出返回地址，继续执行被中断的主程序。 通过了解51单片机的中断系统，开发者可以有效地利用中断来提高程序的实时性和响应性，特别是在处理时间敏感的任务或需要快速响应外部事件的场合。此外，理解中断的允许与屏蔽机制，可以帮助设计出更加灵活和可靠的嵌入式系统。