什么是中断控制与中断响应

中断控制

1. 中断允许控制

MCS 51 单片机有 5 个(8052 有 6 个) 中断源，为了使每个中断源都能独立地被允许 或禁止 ，以便用户能灵活使用，它在每个中断信号的通道中设置了一个中断屏蔽触发器。只有该触发器无效，它所对应的中断请求信号才能进入 CPU ，即此类型中断开放。否则，即使其对应的中断标志位置 1 ，CPU 也不会响应中断 ，即此类型中断被屏蔽了。同时 CPU 内还设置了一个中断允许触发器，它控制 CPU 能否响应中断。

中断屏蔽触发器和中断允许触发器由中断允许寄存器 IE 控制，IE 的字节地址为 A8H ，位地址为 A8H~AFH ，其各位定义如图 5.4 所示 ，它的各位的置位和复位均由用户通过软件编程实现。

图 5.4 中各位的作用如下：

EA ：中断总允许位。若 EA=0 ，禁止一切中断;若 EA=1 ，则某一个中断源是否允许中断分别由各自的允许位确定。

ET2 ：内部定时器 2 中断允许位。ET2=0，禁止中断;ET2=1 ，允许中断。

ES ：串行口中断允许位。ES=0 ，禁止串行口中断;ES=1 ，允许中断。

ET1 ：内部定时器 1 中断允许位。ET1=0 ，禁止 T1 中断;ET1=1 ，允许 T1 中断。

EX：外部中断 1 允许位。EX1=0 ，禁止外部中断 1 中断;EX1=1 ，允许中断。

ET0 ：内部定时器 0 中断允许位。ET0=0 ，禁止 T0 中断;ET0=1 ，允许 T0 中断。

EX0：外部中断 0 允许位。EX0=0 ，禁止外部中断 0 中断;EX0=1 ，允许外部 中断 0 中断。

2. 中断优先级

MCS 51 单片机的中断分为两个优先级，每个中断源的优先级都可以通过中断优先级寄存器 IP 中的相应位来设定。特殊功能寄存器 IP 中各位由用户通过软件编程，其字节地址为 0B8H ，位地址为 0B8H~0BCH ，它的定义如图 5.5 所示。

图 5.5 中各位的作用如下：

PT2 ：内部定时器 2 中断优先级设定位。PT2=1，设定 T2 为高优先级;PT2=0，设定 T2 为低优先级。

PS ：串行口中断优先级设定位。PS=1，设定串行口为高优先级;PS=0，设定串行口为低优先级。

PT1 ：内部定时器 1 中断优先级设定位。PT1=1，设定 T1 中断为高优先级;PT1=0，设定 T1 中断为低优先级。

PX1 ：外部中断 1 优先级设定位。PX1=1，设定外部中断 1 为高优先级;PX1=0，设定外部中断为低优先级。

PT0 ：内部定时器 0 中断优先级设定位。PT0=1，设定 T0 中断为高优先级;PT0=0， 设定 T2 中断为低优先级。

PX0：外部中断 0 优先级设定位。PX0=1，设定外部中断 0 为高优先级;PX0=0 ，设定外部中断 0 为低优先级。

靠中断优先级寄存器 IP 把各中断源的优先级分为高优先级和低优先级，但中断源有 5 个(8052 有 6 个)， 当有两个以上中断源同时提出申请时，CPU 到底响应哪一个中断源发出的中断申请呢? 它们遵循以下两条基本规则：

(1) 低优先级中断可被高优先级中断所中断，反之不能;

(2) 一种中断(不管是什么优先级) 一旦得到响应，与它同级的中断不能再中断它。

为了实现这两条规则，中断系统内部设置了两个不可寻址的“优先级激活”触发器。其中一个指示某高优先级的中断正在得到服务，所有后来的中断都被阻断。另一个触发器指 示某低优先级的中断正得到服务，所有同级的中断都被阻断，但不阻断高优先级的中断。

当同时收到几个同一优先级的中断请求时，哪一个请求得到服务，取决于“内部查询次序”，相当于在每个优先级中，还有按次序决定的第二优先级结构 ，其顺序见表 5.2 所示。

例如，某软件中对寄存器 IE 、IP 设置如下：

MOV IE ，# 8FH

MOV IP ，#06H

则此时该系统中：

· CPU 中断允许;

· 允许外部中断 0、外部中断 1 、定时器/计数器 0 、定 时器/计数器 1 提出的中断申请;

· 允许中断源的中断优先次序为：

定时器/计数器 0>外部中断 1>外部中断 0>定时器/计数器 1 。

中断响应

1. 中断响应的条件

MCS 51 单片机系列，在 CPU 允许中断(EA=1)， 中断源允许中断的标志位被软件置 1 的前提下，CPU 将在每一个机器周期的 S5P2 期间顺序检测所有的中断源。这样到任一周期的 S6 状态时，找到了所有已激活的中断请求，并排好了优先权。在下一个机器周期 的 S1 状态，只要不受阻断就开始响应其中最高优先级的中断请求。若发生下列情况，中断响应会受到阻断：

(1) 同级或高优先级的中断已在进行中;

(2) 当前的机器周期还不是正在执行指令的最后一个机器周期(换言之 ，正在执行的指令完成前，任何中断请求都得不到响应);

(3) 正在执行的是一条 RETI 或者访问特殊功能寄存器 IE 或 IP 的指令(换言之，在 RETI 或读写 IE 或 IP 之后，不会马上响应中断请求，而至少执行一条其它指令之后才会响应)。

若下一周期上述条件不满足，中断标志有可能已经消失，因此会拖延了的中断请求可能不会再得到响应。

2. 中断响应过程

单片机一旦响应中断请求，就由硬件完成以下功能：

(1) 根据响应的中断源的中断优先级，使相应的优先级状态触发器置 1 ;

(2) 执行硬件中断服务子程序调用，并把当前程序计数器 PC 的内容压入堆栈;

(3) 清除相应的中断请求标志位(串行口中断请求标志 RI 和 TI 除外);

(4) 把被响应的中断源所对应的中断服务程序的入口地址(中 断矢量) 送入 PC ，从而转入相应的中断服务程序。

MCS 51 系统的中断响应入口地址即中断矢量是由硬件自动生成的。各中断源与它所对应的中断服务程序入口地址见表 5.3 所示。

中断响应的过程，相当于执行了一条调用指令，或称隐指令。如当 TF0 出现高电平且响应中断时，CPU 就自动执行一条隐指令“LCALL000BH”。应当注意，在中断服务子程序的调用过程中，只保存了 PC 的信息，其余的信息都要编程者通过软件来保护。

编程中应注意：

(1) 在 0000H 放一条跳转到主程序的跳转指令，这是因为 MCS 51 单片机复位后，PC 的内容变为 0000H ，程序从 0000H 开始执行，紧接着 0003H 是中断程序入口地址，故在此中间只能插入一条转移指令;

(2) 响应中断时，先自动执行一条隐指令“LCALL0013H”，而 0013H 至 001BH(定时器 1 溢出中断入口地址)之间可利用的存储单元不够，故放一条无条件转移指令。

(3) 在中断服务程序的末尾，必须安排一条中断返回指令 RETI，使程序自动返回主程序。