MCS-51中断系统与输入输出解析

"中断处理-输入输出和中断PPT" 在计算机系统中，输入输出（I/O）是计算机与外部设备交互的关键机制。中断技术在其中扮演着至关重要的角色，它使得CPU能够及时响应外部事件，提高系统的实时性和效率。 **输入/输出的基本概念** 1. 输入/输出设备：是指连接到计算机上的各种设备，如键盘、鼠标、打印机等，它们负责数据的输入或输出。 2. 信息传送：I/O操作涉及数据的传输，包括输入数据到计算机和输出数据到外部设备。 3. 输入/输出接口：介于CPU和I/O设备之间的电路，用于协调两者间的通信，提供数据缓冲和控制信号转换。 4. 端口编址方式：有直接内存访问（DMA）和I/O端口独立编址等方式，决定CPU如何访问I/O设备。 **输入/输出数据的传送方式** 1. 无条件传送（同步传送）：数据在预设的时间点进行传输，常用于周期性且速度匹配的设备。 2. 查询式传送（条件传送/异步传送）：CPU不断询问设备是否准备好数据，适合低速设备，可能造成CPU资源浪费。 3. 中断传送：当设备准备就绪时，通过中断请求CPU，高效利用CPU资源，适用于随机、实时性高的情况。 4. DMA传送：数据直接在设备和内存之间传输，无需CPU介入，适用于大量数据快速传输。 **中断技术** 1. 中断定义：当外部或内部事件发生时，硬件通过中断请求线通知CPU，请求CPU暂停当前任务，转而执行相应的服务程序。 2. 中断源：可以是硬件设备（如键盘、定时器）或软件触发（如操作系统调度）。 3. 中断分类：可屏蔽中断和不可屏蔽中断，前者可以被禁止，后者则不能。 4. 中断系统的功能：提高CPU利用率，实现多任务并行，增强系统的实时性。 5. 中断处理过程：中断响应、保护现场（保存断点）、执行中断服务程序、恢复现场、中断返回。 **MCS-51的中断系统** MCS-51单片机具有丰富的中断系统，包括外部中断INT0、INT1，定时器/计数器中断T0、T1，串行口中断TI和RI等。中断标志用于标记中断的发生，CPU在接收到中断请求后，会根据中断允许触发器EA的状态来判断是否响应中断。在MCS-51中，响应中断后并不自动关闭中断，需要程序员在中断服务程序中手动控制中断允许状态。 **中断程序设计与应用** 设计中断程序时，需要考虑中断服务程序的结构、中断向量地址、中断处理的顺序以及如何正确地恢复现场。同时，硬件连线的正确配置也是确保中断功能正常运行的关键。 中断处理和输入输出是单片机系统中的核心组成部分，理解并掌握这些知识点对于进行有效的嵌入式系统设计至关重要。通过学习和实践，开发者能更好地理解和应用中断技术，提升系统的效率和灵活性。