微机原理与中断系统：MCS-51单片机中断解析

"微机原理课程中的中断系统介绍，包括中断概念、中断系统优点、中断系统功能以及MCS-51单片机的中断系统结构。" 在微机原理的学习中，中断系统是一个至关重要的概念，它允许计算机在执行任务的过程中响应外部事件，从而提高处理器的效率和实时性。中断系统在第六章中被详细阐述，涵盖了中断的基本概念、中断技术带来的优势以及中断系统在实际应用中的具体功能。 中断概述中提到，中断是指CPU在执行程序时，由于外部事件（如硬件设备请求）的出现，会暂停当前程序的执行，转而执行特定的中断服务程序，处理完紧急事件后，再返回到原来被打断的程序继续执行。中断的发生是硬件自动控制的，不同于程序员在代码中显式调用的子程序。 引进中断技术的主要优点包括： 1. 分时操作：使CPU能同时为多个外设服务，提高处理器的利用率。 2. 实时处理：对于实时控制系统，中断使得CPU能迅速响应外界变化，实现高效控制。 3. 故障处理：对于不可预见的错误或故障，中断系统能快速响应并进行处理。 中断系统需要解决的关键问题包括中断请求信号的产生、CPU如何响应中断、中断优先权的处理、中断服务程序的执行以及中断服务结束后如何恢复原来的程序执行。 在MCS-51单片机中，中断系统包括5个中断源，分别是： 1. 外部中断0 (INT0)：通过P3.2端口线引入，通常用于检测外部硬件信号。 中断系统有两个优先级，并涉及三个特殊功能寄存器： - 中断允许控制寄存器IE：用于开启或关闭各个中断源。 - 中断优先级控制寄存器IP：设定中断优先级，决定当多个中断同时发生时，哪个中断会被优先处理。 - 定时器/计数器控制寄存器TCON：除了控制定时器和计数器，也参与管理中断请求。 通过设置这些寄存器，程序员可以精细地控制中断的行为，以满足不同应用的需求。在初始化中断系统时，通常需要配置这些寄存器的值，以便正确地启用中断源，设置优先级，并确保中断服务完成后能正确返回主程序。 中断服务程序的编写需要注意中断请求的撤除和中断返回，以保证系统的正常运行。中断服务程序一般包含以下几个步骤： 1. 保存现场：保存CPU状态，尤其是寄存器内容，因为中断处理可能改变它们。 2. 处理中断：执行与中断相关的任务。 3. 清除中断标志：结束中断处理，防止重复响应。 4. 中断返回：通过硬件指令回到中断前的位置，继续执行被打断的程序。 通过深入理解和掌握中断系统，开发者能够编写出更高效、响应更迅速的嵌入式程序，尤其在实时性和多任务处理的场合。