单片机的中断系统

　51中有5个中断源：两个外部中断(INTO和INTl)，两个定时中断(定时器O、1)和一个串行中断。外部中断O和1，是从单片机外部由引脚引入的，在单片机上有两个引脚，名称为INT0、INTl。也就是P3.2、P3.3这两个引脚。我们要用的也是12、13脚。每个中断源都可以通过指令处理特殊寄存器IE中的相关中断允许控制位，分别使得中断源有效或无效。如用位操作指令SETBEA，SETBEX0或CLREXl来控制它。lE还包括一个中断允许总控制位EA，它能一次禁止所有中断。  

　下图为中断允许控制寄存器(1E)示意图。

位	7	6	5	4	3	2	1	O
字节地址：A8H	EA			ES	ET1	TXl	ETO	EX0	lE

　中断允许控制位=1，允许中断
　　
　　中断允许控制位=0，禁止中断
　　
　　EAIEl7中断总允许控制位。EA=0，中断总禁止；EA=1，各中断由各自的控制位设定
　　
　　ES lE1.4串行口中断允许控制位
　　
　　ETl IE.3定时器1中断允许控制位
　　
　　EXl lE.2外部中断1允许控制位
　　
　　ET0 lE.1定时器O中断允许控制位
　　
　　EX0 IE1.0外部中断1允许控制位

　单片机里把各种中断规定了一个优先级。单片机采用了自然优先级和人工设置高、低优先级的策略．即可以由程序员设定哪些中断是高优先级、哪些中断是低优先级。由于只有两级，必有一些中断处于同一级别。处于同一级别的，就由自然优先级确定。五个中断源的自然优先级由高到低排列是：外中断咿定时器O一外中断1_+定时器1一串口通信。并且开机时，每个中断都处于低优先级，我们可以用指令对优先级进行设置。
　　
　　下图是对中断进行优先级设置的专用寄存器。

位	7	6	5	4	3	2	1	0
字节地址：B8H			PT2	PS	PT1	PXl	PT0	PX0	lP

　PX0(1P.0)，外部中断0优先级设定位；
　　
　　PTO(IP.1)，定时/计数器TO优先级设定位；
　　
　　PXl(1P.2)，外部中断1优先级设定位；
　　
　　PTl(IP.3)，定时/计数器T1优先级设定位；
　　
　　PS(IP.4)，串行口优先级设定位；

　比如要把定时/计数器T0、外中断1设为高优先级，其它为低优先级。则IP的首3位没用。设为O；PS、PTl、PX0为低优先级。设为O；PXl、PT0为高优先级，设为1；因此，IP的值就是06H。这样，如果5个中断请求同时发生。响应次序为：定时器0一外中断1-外中断O一实时器1一串行中断。

　单片机把中断的允许和优先级确定好以后，接着就是等待中断的请求了。中断的请求使用的是专用寄存器TCON。
　　
　　其中，ITO(TCON.0)为外部中断O触发方式控制位，可由软件进行置位和复位。当IT0=0时，为低触发方式。当IT0=1时，为边沿触发方式(下降沿有效)。
　　
　　IE0(TCON.1)，外部中断O中断请求标志位。
　　
　　当有外部中断请求时，这里就会置1，这由硬件来完成；在CPU响应中断后。由硬件将IE0清0。
　　
　　lTl(TCON.2)为外部中断1触发方式控制位。
　　
　　lEl(TCON.3)为外部中断1中断请求标志位。
　　
　　TFO(TCON.5)为定时/计数器T0中断请求标志位。
　　
　　TFl(TCON.7)为定时/计数器T1中断请求标志位。

 　　有了中断请求以后，单片机怎样响应呢?

　　其实单片机的CPU在每一个机器的结束期间都要顺序采样各个中断请求标志，看是否是“1”，如果是。就说明有了中断请求。所谓中断，其实就是查询，不过是每个周期都查一次而已。
　　
　　如果中断满足响应的条件，单片机会完成以下几个步骤：
　　
　　(1)保护断点。即保存将要执行的下一指令的地址，就是把这个地址送入堆栈。

　　所以首先要保存将要执行的指令的地址。以便处理完中断后回到原来的地方继续往下执行程序。

      相关知识：

      何谓堆栈：在单片机的RAM中有这样一个用来存放数据的区域，这个区域存放数据的规则就是“先进后出。后进先出”。我们称之为“堆栈”。

     　那么单片机中堆栈在什么地方呢

　　单片机中能存放数据的区域很有限。
　　
　　我们不能专门分配一定的空间做堆栈，所以就在内存(RAM)中划出一些空间用于堆栈。但是用内存的哪一块呢?因为实际需求各不相同，有的人需要堆栈多一些，有的人则不需要那么多，所以单片机中堆栈的位置是可以不同的。具体在那里由用户根据自已的需要去定，而这种不同就体现在堆栈指针寄存器SP中值的变化，SP中的值等于27H就相当于一个指针指向27H单元。

    　(2)寻找中断入口，清零相应的标志位。
　　
　　单片机根据5个不同的中断源所产生的中断，会自动转至相应的中断入口向量地址。程序编写时在这里处存放有中断处理程序，如果没把中断程序放在那儿，中断程序就不能被执行。也就是说不同的中断，我们要在不同的地点处理，而这个地点通常还是固定的。单片机中也采用这种方法，每个中断产生后都到一个固定的地方去寻找处理这个中断的程序。相应中断服务程序的入口地址如下：

　　外中断0：00031H
　　
　　定时器0：000BH
　　
　　外中断1：0013H
　　
　　定时器1：001BH
　　
　　串口通信：0023H
　　
　　现在应当明白，为什么前面的程序一开始我们总是这样写:
　　
　　ORG 0000H
　　
　　LJMP START
　　
　　ORG 0030H
　　
　　MAIN：……
　　
　　这样写就是为了让出中断服务程序的入口地址。

　　因为这里只留有8个字节的存储空间，不足以容纳一个中断服务子程序，所以放置一条跳转指令，以跳到在其他地址空间安放的中断服务子程序。如：
　　
　　ORG 0003H
　　
　　LJMP 1000H；将外中断JNTO的中断服务程序存放在。1000H地址单元开始的空间中。
　　
　　(3)执行中断处理程序，先保护现场。
　　
　　PUSH PSW
　　
　　PUSH  A
　　
　　PUSH DPTR
　　
　　再中断处理，最后恢复现场。
　　
　　POP    DPTR

　　POP ACC
　　
　　POP PSW
　　
　　在中断服务程序中PUSH指令与POP指令必须成对使用，否则不能正确恢复现场。
　　
　　(4)中断返回，执行完中断服务程序后，见到RETI指令，单片机就从中断处返回到主程序，继续执行主程序。
　　
　　注意不能用RET指令代替RETI指令。
　　
　　两条指令的功能都是将堆栈中保存的断点地址从栈顶弹出，送回PC，CPIJ从原来的地方继续执行程序。但RET放在子程序的末尾，RETI放在中断服务程序的末尾。执行RETl指令时还将相应中断优先级状态清O，通知中断系统，中断服务程序已执行完毕，中断重新开放。中断系统如下图所示。

　　
　　循迹小车板如下图所示。