MCS-51 单片机中断系统的基本工作流程是什么

[导读]MCS-51单片机中断系统的结构如图4-1所示。MCS-51单片机有5个中断源，分别是2个外部中断源、2个定时/计数器中断源和1个串行接口中断源。与中断系统有关的寄存器有TCON、SCON、IE和IP，它们都可以按位寻址，其中的每一位都可以通过指令来设置。

MCS-51单片机中断系统的结构如图4-1所示。MCS-51单片机有5个中断源，分别是2个外部中断源、2个定时/计数器中断源和1个串行接口中断源。与中断系统有关的寄存器有TCON、SCON、IE和IP，它们都可以按位寻址，其中的每一位都可以通过指令来设置。

图4-1 MCS-51中断系统的结构

下面结合图4-1介绍MCS-51单片机中断系统的基本工作流程。

(1)中断的触发

单片机两个外部中断源INT0和INT1的中断请求信号来自单片机的外部引脚INT0和INT1。有效的外部中断请求信号(即中断触发方式)可以是低电平信号或电平的下降沿信号。

定时/计数器T0和T1可以工作在计数和定时两种工作方式下，两种工作方式都可以产生中断请求。工作于计数方式时，定时/计数器记录T0和T1引脚上的脉冲个数，当脉冲数达到指定值时，将产生中断请求;工作于定时方式时，定时/计数器通过记录机器周期的个数完成定时工作，定时时间到时将产生中断请求。

单片机的串行通信接口(简称串口)可以向外发送数据或从外部接收数据，通常TXD引脚发送数据，RXD引脚接收数据。串口每发送或接收完一个字符帧后都会发出中断请求，分别被称为发送中断请求和接收中断请求。

另外，在MCS-51单片机中，串口的发送中断和接收中断虽然不同，但却被当作同一个中断源，对应同一个中断服务处理程序。

(2)中断请求

单片机给每个中断事件分配了一个中断请求标志位，当某一中断源发出中断请求时，其对应的中断请求标志位被置1，以表示该中断发出了中断请求。外部中断INT0和INT1、定时/计数器T0和T1以及串口发送中断和接收中断的中断请求标志位分别为IE0、IE1、TF0、TF1、TI和RI，这些中断请求标志位分别存放在定时/计数器控制寄存器TCON(见表4-1)和串口控制寄存器SCON(见表4-2)中。

单片机只能根据中断请求标志位的状态判断中断请求是否发生，若中断发生则中断请求标志位为1，否则为0。若中断请求标志位为1且该中断没有被屏蔽，则单片机将执行该中断的中断服务处理程序。中断请求被处理后，应及时地将其中断请求标志位清0，否则单片机将误认为中断请求未消失。

需要特别注意的是，对于2个外部中断和2个定时/计数器中断，单片机响应中断请求并进入中断服务处理程序后，单片机硬件会自动将中断源所对应的中断请求标志位清0;而串口中断的中断请求标志位不会被单片机硬件自动清0，需要在程序通过指令清0，即“CLR TI”或“CLR RI”。

(3)中断的开放与屏蔽MCS-51单片机的所有中断源均可被屏蔽。中断源的开放与屏蔽由中断允许寄存器IE(见表4-3)控制。IE寄存器中各位的定义如下：

1)EX0：外部中断0(INT0)的中断允许位。

2)ET0：定时/计数器0(T0)的中断允许位。

3)EX1：外部中断1(INT1)的中断允许位。

4)ET1：定时/计数器1(T1)的中断允许位。

5)ES：串口的中断允许位。

6)EA：CPU中断总允许位。

上述标志位被置1，则对应的中断源被开放(即允许)，被清0则屏蔽(即禁止)对应的中断源。例如：若EX0=0、ET0=0、EX1=1、ET1=0和ES=1，则除了外部中断1和串口中断被开放外，其他几个中断均被屏蔽。中断总允许位EA相当于中断的总开关，若EA=0，则所有中断被禁止;若EA=1，则中断源是否被禁止，将由其自身的中断允许位决定。

(4)中断优先级别和中断嵌套MCS-51单片机仅有两个中断优先级别，即高级和低级。中断源的中断优先级别由中断优先级寄存器IP(见表4-4)决定。IP寄存器各位的定义如下：

1)PX0：外部中断0(INT0)的中断优先级设定位。

2)PT0：定时/计数器0(T0)的中断优先级设定位。

3)PX1：外部中断1(INT1)的中断优先级设定位。

4)PT1：定时/计数器1(T1)的中断优先级设定位。

5)PS：串口中断的优先级设定位。

上述位若被置1，则对应的中断源被设定为高级别中断，否则被设定为低级别中断，即单片机利用寄存器IP将所有中断源分成高级别和低级别两类。例如：若PX0=0、PT0=1、PX1=1、PT1=0和PS=1，则外部中断0和定时/计数器1被设定为低级别中断，而定时/计数器0、外部中断1和串口中断均为高级别中断。此时，若串口和定时/计数器1同时发出中断请求，单片机将首先响应和处理其中的高级别中断，即串口中断。