實(shí)驗(yàn)二、中斷優(yōu)先級(jí)控制及中斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)

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1、實(shí)驗(yàn)二、中斷優(yōu)先級(jí)控制及中斷保護(hù)實(shí)驗(yàn)自動(dòng)化1002吳會(huì)歡201019100227一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握單片機(jī)中斷機(jī)制；2、熟悉中斷的應(yīng)用和編程。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一電子開(kāi)發(fā)平臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)要求USB線連接開(kāi)發(fā)板，電源開(kāi)關(guān)S1打到usb位置；J5跳針跳到1*4位置，按鍵B對(duì)應(yīng)INT0（P3.2），按鍵F連接INT1（P3.3），在平時(shí)狀態(tài)下，發(fā)光二極管行以600ms的時(shí)間間隔，依次點(diǎn)亮。B鍵按下時(shí)INT0中斷處理程序點(diǎn)亮LED4對(duì)應(yīng)的發(fā)光管2秒鐘，其他發(fā)光管熄滅；F鍵按下時(shí)LED5對(duì)應(yīng)發(fā)光管點(diǎn)亮2秒，其他發(fā)光管熄滅。四、實(shí)驗(yàn)原理通常一個(gè)

2、微處理器讀取外圍設(shè)備(如鍵盤等)的輸入信息的方法有輪詢(Polling)及中斷(Interrupt)兩種。輪詢的方法是CPU依照某種既定法則，依序詢問(wèn)每一外圍設(shè)備I／O是否需要服務(wù)，此種方法CPU需花費(fèi)一些時(shí)間來(lái)做詢問(wèn)服務(wù)，當(dāng)I／O設(shè)備增加時(shí)，詢問(wèn)服務(wù)時(shí)間也相對(duì)增加，因此勢(shì)必浪費(fèi)許多CPU時(shí)間，降低整體運(yùn)行的效率。使用中斷是一個(gè)較好的解決方法。使用中斷使系統(tǒng)對(duì)外部設(shè)備的請(qǐng)求響應(yīng)更加靈敏，并且不需要占用CPU的時(shí)間進(jìn)行輪詢。但是，當(dāng)使用中斷，特別是有多個(gè)中斷嵌套時(shí)要特別注意內(nèi)存單元內(nèi)容的保護(hù)。4.18051中斷結(jié)構(gòu)當(dāng)中斷發(fā)生后，

3、程序?qū)⑻翆?duì)應(yīng)中斷入口地址去執(zhí)行中斷子程序，或稱中斷服務(wù)例程(InterruptServiceRoutine)，這些特殊的地址稱為中斷向量，例如當(dāng)80C51外部中斷INTl發(fā)生時(shí)，會(huì)暫停主程序的執(zhí)行，跳至地址0013H去執(zhí)行中斷服務(wù)例程，直到RETI指令后，才返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。MCS-51系列的程序內(nèi)存中有7個(gè)矢量地址，敘述如下：（1）00H復(fù)位:當(dāng)?shù)?腳RESET為高電平，CPU會(huì)跳至地址00H處開(kāi)始執(zhí)行程序，亦即程序一定要從地址00H開(kāi)始寫起。（2）03H(外部中斷0):當(dāng)INT0引腳由高電位變至低電位時(shí)，CPU會(huì)接受外

4、部中斷0，并跳至地址03H處去執(zhí)行中斷子程序。（3）0BH(計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器0中斷):當(dāng)CPU接受計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器0中斷置位而產(chǎn)生中斷要求時(shí)，會(huì)跳至地址0BH處去執(zhí)行中斷子程序。（4）13H(外部中斷1):當(dāng)INTl引腳由高電位變至低電位時(shí)，CPU會(huì)接受外部中斷1，并跳至地址13H處去執(zhí)行中斷子程序。（5）1BH(計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器1中斷):當(dāng)CPU接受計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器1中斷置位而產(chǎn)生中斷要求時(shí)，會(huì)跳至地址1BH刻去執(zhí)行中斷子程序。（6）23H(串行中斷1):當(dāng)串行端口傳送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)完畢時(shí)，CPU會(huì)接受串行中斷，并跳至地址23H處去執(zhí)行中斷

5、子程序。（7）2BH(計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器2中斷):當(dāng)CPU接受計(jì)時(shí)／計(jì)數(shù)器2產(chǎn)生中斷要求時(shí)，會(huì)跳至地址2BH處去執(zhí)行中斷子程序。此中斷僅8052系列才有。2．中斷使能位8051針對(duì)中斷提供兩層使能，第一層為EA全局使能控制，第二層為分別控制EX0，ET0、EXl、ETl、ES、ET2。當(dāng)8051在初始狀態(tài)時(shí)，寄存器的各個(gè)中斷使能位都預(yù)設(shè)為“0”，即所有中斷都禁止，故欲允許中斷時(shí)，應(yīng)先使能相對(duì)應(yīng)的中斷。當(dāng)中斷產(chǎn)生后，此中斷狀態(tài)會(huì)記錄于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器控制寄存器(Timer／CounterControlRigister，TCON)的中斷請(qǐng)

6、求標(biāo)志(InterruptRequestflag)中，當(dāng)標(biāo)志被設(shè)立，表示中斷已發(fā)生。由圖1可知，當(dāng)外部中斷或定時(shí)器0、定時(shí)器1中斷發(fā)生時(shí)，CPU都可以判別是哪種中斷。因此當(dāng)這四個(gè)中斷發(fā)生時(shí)，中斷服務(wù)例程被執(zhí)行后，CPU會(huì)主動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志，對(duì)于其他的中斷，由于CPU無(wú)法判別，因此中斷請(qǐng)求標(biāo)志需由程序指令來(lái)清除。另外，在TCON中尚有兩個(gè)位稱為中斷型式控制位(Wypecontrolbit)，經(jīng)由這兩個(gè)位的設(shè)定，可以邊擇外部中斷為負(fù)邊緣觸發(fā)或低電平觸發(fā)。欲設(shè)定中斷使能與否，必須規(guī)劃位于特殊功能寄存器中的中斷使能寄存器IE(Int

7、erruptEnableRegister)，其位于地址A8H，是一個(gè)可位尋址的寄存器。3．中斷保護(hù)由于各個(gè)中斷執(zhí)行的起始地址間僅有8個(gè)Bytes，因此欲在此空間內(nèi)完成中斷服務(wù)例程是有困難的。通常中斷服務(wù)例程是置于主程序后面，而在中斷向量地址只書寫跳躍指令，跳至相對(duì)應(yīng)中斷服務(wù)例程去執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行新的中斷服務(wù)例程時(shí)，注意不可以破壞舊有的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，因此在編寫時(shí)還要保存各個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)。通常會(huì)被更改的數(shù)據(jù)(如ACC、PSW等)，可以利用堆棧在執(zhí)行中斷服務(wù)例程之前就將其PUSH起來(lái)，待執(zhí)行結(jié)束后再將相關(guān)寄存器POP即可。另外，因?yàn)?05

8、1可任意選擇四個(gè)寄存器庫(kù)中的一組寄存器，所以利用選擇不同寄存器庫(kù)的方式亦可達(dá)到數(shù)據(jù)保存的目的。4．中斷優(yōu)先級(jí)8051對(duì)于各種中斷優(yōu)先權(quán)采用雙層結(jié)構(gòu)，首先對(duì)于優(yōu)先權(quán)可由中斷優(yōu)先權(quán)寄存器(InterruptPriorityIP)設(shè)定該中斷為高優(yōu)先權(quán)或低優(yōu)先權(quán)，高優(yōu)先權(quán)可以中斷低優(yōu)