单片机原理及应用系统设计第6章-中断系统课件.pptx
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- 单片机 原理 应用 系统 设计 中断 课件
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1、第6章 中断系统单片机原理及应用系统设计主要内容中断的基本概念单片机中断请求中断响应中断服务与中断返回中断服务函数单片机中断应用举例6.1 6.1 中断的基本概念中断的基本概念6.1.1 中断的概念中断的概念 中断系统是为使中断系统是为使CPUCPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。当中央处理机当中央处理机CPUCPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求,要正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求,要求求CPU CPU 暂停当前的工作,转而去处理这个紧急事件,处理完以后,再回暂停当前的工作,转而去处理这个紧急事件,处理完以后,再回到原来
2、被中断的地方,继续原来的工作,这样的过程称为中断。一个完到原来被中断的地方,继续原来的工作,这样的过程称为中断。一个完整的中断过程包括中断请求、中断响应、中断服务及中断返回整的中断过程包括中断请求、中断响应、中断服务及中断返回4 4个步骤,个步骤,如图如图6-16-1所示。所示。打个比方,当一位经理正在处理文件时,电话铃响了(中断请求),不打个比方,当一位经理正在处理文件时,电话铃响了(中断请求),不得不在文件上做一个记号(断点地址,即返回地址),暂停工作,去接得不在文件上做一个记号(断点地址,即返回地址),暂停工作,去接电话(响应中断),并处理电话请求(中断服务),然后,再静下心来电话(响应
3、中断),并处理电话请求(中断服务),然后,再静下心来(恢复中断前状态),接着处理文件(中断返回)(恢复中断前状态),接着处理文件(中断返回)。中断响应过程示意图中断响应过程示意图6.1.2 6.1.2 中断源中断源 引起引起CPUCPU中断的根源或原因,称为中断源。中断源向中断的根源或原因,称为中断源。中断源向CPUCPU提出的处理提出的处理请求,称为中断请求或中断申请。请求,称为中断请求或中断申请。IAP15W4K58S4IAP15W4K58S4系列单片机提供了系列单片机提供了2121个中断请求源,它们分别是:外个中断请求源,它们分别是:外部中断部中断0 0(INT0INT0)、定时器)、定
4、时器0 0中断、外部中断中断、外部中断1 1(INT1INT1)、定时器)、定时器1 1中中断、串口断、串口1 1中断、中断、A/DA/D转换中断、低压检测(转换中断、低压检测(LVDLVD)中断、)中断、CCP/PWM/PCACCP/PWM/PCA中断、串口中断、串口2 2中断、中断、SPISPI中断、外部中断中断、外部中断2 2(/INT2/INT2)、)、外部中断外部中断3 3(/INT3/INT3)、定时器)、定时器2 2中断、外部中断中断、外部中断4 4(/INT4/INT4)、串口)、串口3 3中断、串口中断、串口4 4中断、定时器中断、定时器3 3中断、定时器中断、定时器4 4中
5、断、比较器中断、比较器 中断、中断、PWMPWM中断及中断及PWMPWM异常检测中断。异常检测中断。除外部中断除外部中断2 2(/INT2/INT2)、外部中断)、外部中断3 3(/INT3/INT3)、定时器)、定时器T2 T2 中断、外中断、外部中断部中断4 4(/INT4/INT4)、串口)、串口3 3中断、串口中断、串口4 4中断、定时器中断、定时器3 3中断、定时器中断、定时器4 4中断及比较器中断固定是最低优先级中断外,其它的中断都具有中断及比较器中断固定是最低优先级中断外,其它的中断都具有2 2个个中断优先级,可实现中断优先级,可实现2 2级中断服务程序嵌套。级中断服务程序嵌套。
6、IAP15W4K58S4 中断结构图中断结构图6.1.3 中断优先级中断优先级 当有多个中断源同时向当有多个中断源同时向CPUCPU提出中断请求时,就存在提出中断请求时,就存在CPUCPU先响应哪个中先响应哪个中断请求、后响应哪个中断请求的问题。断请求、后响应哪个中断请求的问题。为此,为此,CPUCPU要对每个中断源事先确定一个优先级别,称为要对每个中断源事先确定一个优先级别,称为中断优先级中断优先级。当多个中断源同时提出中断请求时当多个中断源同时提出中断请求时CPUCPU先响应优先级高的中断请求,之先响应优先级高的中断请求,之后再响应低优先级的中断请求。后再响应低优先级的中断请求。图图6-3
7、 6-3 中断嵌套中断嵌套6.2 6.2 单片机中断请求单片机中断请求6.2.1 6.2.1 中断请求标志中断请求标志1.TCON中的中断标志位中的中断标志位 TCON是定时器是定时器/计数器计数器T0和和T1的控制寄存器,锁存了的控制寄存器,锁存了T0、T1的溢出中断标志位及外部中断的溢出中断标志位及外部中断0和外部中断和外部中断1的中断标的中断标志位,地址为志位,地址为88H,复位值为,复位值为00H。特殊功能寄存器特殊功能寄存器TCON中的各位分布如表中的各位分布如表6-1所示:所示:位号位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCONT
8、CON寄存器中和中断请求及控制相关的位主要有:寄存器中和中断请求及控制相关的位主要有:TF1TF1:T1T1溢出中断标志。溢出中断标志。T1T1被允许计数以后,从初值开始加被允许计数以后,从初值开始加1 1计数。当产生溢出时由硬件自动使计数。当产生溢出时由硬件自动使TF1TF1置置“1”“1”,向,向CPUCPU请请求中断,一直保持到求中断,一直保持到CPUCPU响应中断时,才由硬件清响应中断时,才由硬件清“0”“0”(也可由查询软件清(也可由查询软件清“0”“0”)。)。TR1TR1:定时器:定时器1 1的运行控制位。的运行控制位。TF0TF0:T0T0溢出中断标志。溢出中断标志。T0T0被
9、允许计数以后,从初值开始加被允许计数以后,从初值开始加1 1计数,当产生溢出时,由硬件自动使计数,当产生溢出时,由硬件自动使TF0TF0置置“1”“1”,向,向CPUCPU请求中断,一直保持请求中断,一直保持CPUCPU响应该中断时,才由硬件清响应该中断时,才由硬件清0(0(也可也可由查询由查询 软件清软件清0)0)。TR0TR0:定时器:定时器0 0的运行控制位。的运行控制位。TCONTCON寄存器中和中断请求及控制相关的位主要有:寄存器中和中断请求及控制相关的位主要有:IE1IE1:外部中断:外部中断1(INT1/P3.3)1(INT1/P3.3)中断请求标志。中断请求标志。IE1=1IE
10、1=1,外部中,外部中断向断向CPUCPU请求中断,当请求中断,当CPUCPU响应该中断时由硬件对响应该中断时由硬件对IE1IE1清清“0”“0”。IT1IT1:外部中断:外部中断1 1中断源类型选择位。中断源类型选择位。IT1=0IT1=0,INT1/P3.3INT1/P3.3引脚引脚上的上升沿或下降沿信号均可触发外部中断上的上升沿或下降沿信号均可触发外部中断1 1。IT1=1IT1=1,外部外部中断中断1 1为下降沿触发方式。为下降沿触发方式。I IE E0 0:外部中断:外部中断0(INT0/P3.2)0(INT0/P3.2)中断请求标志。中断请求标志。IE0=1IE0=1,外部中,外部
11、中断断0 0向向CPUCPU请求中断,当请求中断,当CPUCPU响应外部中断时,由硬件对响应外部中断时,由硬件对IE0IE0清清“0”“0”。IT0IT0:外部中断:外部中断0 0中断源类型选择位。中断源类型选择位。IT0=0IT0=0,INT0/P3.2INT0/P3.2引脚引脚上的上升沿或下降沿均可触发外部中断上的上升沿或下降沿均可触发外部中断0 0。IT0=1IT0=1,外部中断外部中断0 0为下降沿触发方式为下降沿触发方式。2 2SCONSCON中的中断标志位中的中断标志位 SCONSCON是串行口是串行口1 1控制寄存器,锁存了串行口控制寄存器,锁存了串行口1 1的发送、接的发送、接
12、收中断标志位收中断标志位TITI和和RIRI。地址为地址为98H98H,复位值为,复位值为00H00H。特殊功能寄存器特殊功能寄存器SCONSCON中各位分布如表中各位分布如表6-26-2所示:所示:位号位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称SM0/FESM1SM2RENTB8RB8TIRITITI:串行口:串行口1 1发送中断标志。发送中断标志。串行口串行口1 1以方式以方式0 0发送时,每当发送完发送时,每当发送完8 8位数据,由硬件置位数据,由硬件置1 1;若以方式若以方式1 1、方式、方式2 2或方式或方式3 3发送时,在发送停止位的开始时发送时,在发送停止位的开始时置置TI=1T
13、I=1表示串行口表示串行口1 1正在向正在向CPU CPU 申请中断申请中断(发送中断)。发送中断)。值得注意的是,值得注意的是,CPUCPU响应发送中断请求,转向执行中断服务响应发送中断请求,转向执行中断服务程序程序 时并不将时并不将TITI清零,清零,TITI必须由用户在中断服务程序中清零必须由用户在中断服务程序中清零。RIRI:串行口:串行口 1 1接收中断标志接收中断标志 若串行口若串行口1 1允许接收且以方式允许接收且以方式0 0工作,则每当接收到第工作,则每当接收到第8 8位数位数据时置据时置1 1;若以方式;若以方式1 1、2 2、3 3工作且工作且SM2=0SM2=0时,则每当
14、接收到时,则每当接收到停止位的中间时置停止位的中间时置1 1;当串行口以方式当串行口以方式2 2或方式或方式3 3工作且工作且SM2=1SM2=1时,则仅当接收到的时,则仅当接收到的第第9 9位数据位数据RB8RB8为为1 1后,同时还要接收到停止位的中间时置后,同时还要接收到停止位的中间时置RIRI为为1 1表示串行口表示串行口1 1正向正向CPUCPU申请中断申请中断(接收中断),接收中断),RIRI必须由用必须由用户的中断服务程序清零。户的中断服务程序清零。3 3ADC_CONTRADC_CONTR中的中断标志位中的中断标志位 ADC_CONTRADC_CONTR是是ADCADC控制寄存
15、器,锁存了控制寄存器,锁存了A/DA/D转换结束中转换结束中断标志断标志ADC_FLAGADC_FLAG。地址为地址为BCHBCH,复位值为,复位值为00H00H。特殊功能寄存器特殊功能寄存器ADC_CONTRADC_CONTR中的各位分布如表中的各位分布如表6-66-6所示:所示:位号位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称ADC_POWERSPEED1SPEED0ADC_FLAGADC_STARTCHS2CHS1CHS0ADC_CONTR中的中断标志位中的中断标志位 ADC_POWER:ADC电源控制位。当电源控制位。当ADC_POWER=0时,时,关闭关闭ADC电源;当电源;当ADC_
16、PWOER=1时,打开时,打开ADC电源。电源。ADC_FLAG:ADC转换结束标志位,可用于请求转换结束标志位,可用于请求A/D转换转换的中断。当的中断。当A/D转换完成后,转换完成后,ADC_FLAG=1,要用软件清,要用软件清0。不管是不管是A/D转换完成后由该位申请产生中断,还是由软件查转换完成后由该位申请产生中断,还是由软件查询该标志位询该标志位A/D转换是否结束,当转换是否结束,当A/D转换完成后,转换完成后,ADC_FLAG=1,一定要软件清一定要软件清0。【重点】【重点】ADC_START:ADC转换启动控制位,设置为转换启动控制位,设置为“1”时,开始时,开始转换,转换结束后
17、为转换,转换结束后为0。A/D转换控制寄存器转换控制寄存器ADC_CONTR中的其他位与中断无关,中的其他位与中断无关,在此不作介绍。在此不作介绍。4 4PCONPCON中的中断标志位中的中断标志位 PCONPCON是电源控制寄存器,锁存了低电压检测中断标志位是电源控制寄存器,锁存了低电压检测中断标志位LVDFLVDF。地址为地址为87H87H,复位值为,复位值为00H00H。特殊功能寄存器特殊功能寄存器PCONPCON中各位分布如表中各位分布如表6-76-7所示:所示:位号位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称SMODSMOD0LVDFPOFGF1GF0PDIDLPCONPCON中的中断
18、标志位中的中断标志位 LVDFLVDF:低压检测标志位,同时也是低压检测中断请求标志位。:低压检测标志位,同时也是低压检测中断请求标志位。在正常工作和空闲工作状态时,如果内部工作电压在正常工作和空闲工作状态时,如果内部工作电压VccVcc低于低压检测门低于低压检测门槛电压,该位自动置槛电压,该位自动置1 1,与低压检测中断是否被允许无关。即在内部工,与低压检测中断是否被允许无关。即在内部工作电压作电压VccVcc低于低压检测门槛电压时,不管有没有允许低压检测中断,低于低压检测门槛电压时,不管有没有允许低压检测中断,该位都自动为该位都自动为1 1。该位要用软件清。该位要用软件清0 0,清,清0
19、0后如内部工作电压后如内部工作电压VccVcc继续低继续低于低压检测门槛电压,该位又被自动设置为于低压检测门槛电压,该位又被自动设置为1 1。在进入掉电工作状态前,如果低压检测电路未被允许可产生中断,则在进入掉电工作状态前,如果低压检测电路未被允许可产生中断,则在进入掉电模式在进入掉电模式 后,该低压检测电路不工作以降低功耗。如果被允许后,该低压检测电路不工作以降低功耗。如果被允许可产生低压检测中断,则在进入掉电模式后,该低压检测电路继续工可产生低压检测中断,则在进入掉电模式后,该低压检测电路继续工作,在内部工作电压作,在内部工作电压VccVcc低于低压检测门槛电压后,产生低压检测中断,低于低
20、压检测门槛电压后,产生低压检测中断,可将可将MCUMCU从掉电状态唤醒。从掉电状态唤醒。电源控制寄存器电源控制寄存器PCONPCON中的其他位与低压检测中断无关,在此不作介绍中的其他位与低压检测中断无关,在此不作介绍5 5CCONCCON中的中断标志位中的中断标志位 CCONCCON是是PCAPCA控制寄存器,锁存了控制寄存器,锁存了PCAPCA计数器溢出中断标计数器溢出中断标志位志位CFCF及及CCF2CCF2、CCF1CCF1、CCF0CCF0。地址为地址为D8H.D8H.,复位值为,复位值为00H00H。特殊功能寄存器特殊功能寄存器CCONCCON中各位分布如表中各位分布如表6-86-8
21、所示:所示:位号位号B7B6B5B4B3B2B1B0位名称CFCR-CCF2CCF1CCF0CCONCCON中的中断标志位中的中断标志位 CFCF:PCAPCA计数器溢出标志位。当计数器溢出标志位。当PCAPCA计数溢出时,由硬件计数溢出时,由硬件将将CFCF置置1 1,并向,并向CPUCPU发出中断请求。发出中断请求。CPUCPU响应该中断后不能响应该中断后不能通过硬件将通过硬件将CFCF位清位清0 0,用户必须通过软件将该位清零用户必须通过软件将该位清零。CCF2/CCF1/CCF0CCF2/CCF1/CCF0:PCAPCA各模块的中断标志位。其中各模块的中断标志位。其中CCF2CCF2对
22、应模块对应模块2 2,CCF1CCF1对应模块对应模块1 1,CCF0CCF0对应模块对应模块0 0。当出现匹。当出现匹配或捕获时由硬件将对应标志位置配或捕获时由硬件将对应标志位置1 1,并向,并向CPUCPU发出中断请发出中断请求。求。CPUCPU响应该中断后不能通过硬件将响应该中断后不能通过硬件将CCF2/CCF1/CCF0CCF2/CCF1/CCF0位清位清0 0,用户必须通过软件将该位清用户必须通过软件将该位清0 0。在中断服务程序中,。在中断服务程序中,通过判断各标志位以确定是哪个模块产生了中断。通过判断各标志位以确定是哪个模块产生了中断。6 6SPSTATSPSTAT中的中断标志位
23、中的中断标志位 SPSTATSPSTAT是是SPISPI状态寄存器,锁存了状态寄存器,锁存了SPISPI传输完成中断标志传输完成中断标志位位SPIFSPIF。地址为地址为CDHCDH,复位值为,复位值为00H00H。特殊功能寄存器特殊功能寄存器SPSTATSPSTAT中各位分布如表中各位分布如表6-96-9:位号位号B7B6B5B4B3B2B1B0复位值SPIFWOOL-SPSTATSPSTAT中的中断标志位中的中断标志位 SPIFSPIF为为SPISPI传输完成的中断标志位。当一次传输完成的中断标志位。当一次SPISPI传输完成时,传输完成时,由硬件将由硬件将SPIFSPIF位置位置1 1,
24、并向,并向CPUCPU发出中断请求。发出中断请求。CPUCPU响应该响应该中断后不能通过硬件将中断后不能通过硬件将SPIFSPIF位清零,位清零,用户必须通过软件向用户必须通过软件向该位写该位写1 1而清零而清零。【重要】【重要】外部中断外部中断2 2、外部中断、外部中断3 3及外部中断及外部中断4 4只能在下降沿触发,且只能在下降沿触发,且这几个中断标志位对用户可不见。当对应的中断响应后或这几个中断标志位对用户可不见。当对应的中断响应后或在在EXn=0EXn=0(n=2n=2、3 3、4 4)时,这些中断请求标志位会自动被)时,这些中断请求标志位会自动被清零。清零。定时器定时器T2T2的中断
25、请求标志位对用户也是可不见的。当的中断请求标志位对用户也是可不见的。当T2T2的的中断被响应后或中断被响应后或ET2=0ET2=0时,该中断标志位会自动被清零。时,该中断标志位会自动被清零。6.2.6.2.2 2 中断允许的控制中断允许的控制1 1.中断允许寄存器中断允许寄存器IEIE 地址地址A8HA8H,可位寻址,复值为,可位寻址,复值为00H00H。如表如表6-106-10所示:所示:位号位号B7B7B6B6B5B5B4B4B3B3B2B2B1B1B0B0位名称EAELVDEADCESET1EX1ET0EX0 中断允许寄存器中断允许寄存器IEIE EAEA:CPUCPU的总中断允许控制位
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