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中断系统的控制寄存器及中断程序举例

中断系统有两个控制寄存器IE和IP，它们分别用来设定各个中断源的打开／关闭和中断优先级 。此外，在TCON中另有4位用于选择引起外部中断的条件并作为标志位 。


1．中断允许寄存器--IE
IE在特殊功能寄存器中，字节地址为A8H，位地址(由低位到高位)分别是A8H-AFH 。
IE用来打开或关断各中断源的中断请求，基本格式如下图二所示：


图片1
EA：全局中断允许位 。EA＝0，关闭全部中断；EA＝1，打开全局中断控制，在此条件下，由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭 。
×：无效位 。
ES：串行I／O中断允许位 。ES＝1，打开串行I／O中断；ES＝0，关闭串行I／O中断 。
ETl；定时器／计数器1中断允许位 。ETl＝1，打开T1中断；ETl＝O，关闭T1中断 。
EXl：外部中断l中断允许位 。EXl＝1，打开INT1；EXl＝0，关闭INT1 。
ET0：定时器／计数器0中断允许位 。ET0＝1，打开T0中断；ET0＝0，关闭TO中断 。
EXO：外部中断0中断允许位 。Ex0＝1，打开INT0;EX0=0,关闭INT0.



中断优先寄存器--IP：
IP在特殊功能寄存器中，字节地址为B8H，位地址(由低位到高位)分别是B8H一BFH,IP用来设定各个中断源属于两级中断中的哪一级，IP的基本格式如下图三所示：

图片1
×：无效位 。
PS：串行I／O中断优先级控制位 。PS＝1，高优先级；PS＝0，低优先级 。
PTl：定时器／计数器1中断优先级控制位 。PTl＝1，高优先级；PTl＝0，低优先级 。
Pxl：外部中断1中断优先级控制位 。Pxl＝1，高优先级；PXl＝O，低优先级 。
PT0：定时器／计数器o中断优先级控制位 。PT0＝1，高优先级；PTO＝0，低优先级 。
Px0：外部中断0中断优先级控制位 。Px0＝1，高优先级；Px0＝0，伤优先级 。
在MCS-51单片机系列中，高级中断能够打断低级中断以形成中断嵌套；同级中断之间，或低级对高级中断则不能形成中断嵌套 。若几个同级中断同时向CPU请求中断响应，则CPU按如下顺序确定响应的先后顺序：


INT0一T0---INT1一T1一RI／T1.
中断的响应过程
若某个中断源通过编程设置，处于被打开的状态，并满足中断响应的条件，而且①当前正在执行的那条指令已被执行完
1、当前末响应同级或高级中断
2、不是在操作IE，IP中断控制寄存器或执行REH指令则单片机响应此中断 。
在正常的情况下，从中断请求信号有效开始，到中断得到响应，通常需要3个机器周期到8个机器周期 。中断得到响应后，自动清除中断请求标志(对串行I／O端口的中断标志，要用软件清除)，将断点即程序计数器之值(PC)压入堆栈(以备恢复用)；然后把相应的中断入口地址装入PC，使程序转入到相应的中断服务程序中去执行 。
各个中断源在程序存储器中的中断入口地址如下：
中断源 入口地址
INT0(外部中断0) 0003H
TF0(TO中断) 000BH
INT1(外部中断1) 0013H
TFl(T1中断) 001BH
RI／TI(串行口中断) 0023H
由于各个中断入口地址相隔甚近，不便于存放各个较长的中断服务程序，故通常在中断入口地址开始的二三个单元中，安排一条转移类指令，以转入到安排在那儿的中断服务程序 。以T1中断为例，其过程下如图四所示 。
由于5个中断源各有其中断请求标志0，TF0，IEl，TFl以及RI／TI，在中断源满足中断请求的条件下，各标志自动置1，以向CPU请求中断 。如果某一中断源提出中断请求后，CPU不能立即响应，只要该中断请求标志不被软件人为清除，中断请求的状态就将一直保持,直到CPU响应了中断为止,对串行口中断而言，这一过程与其它4个中断的不同之处在于；即使CPU响应了中断，其中断标志RI／TI也不会自动清零，必须在中断服务程序中设置清除RI／TI的指令后，才会再一次地提出中断请求 。

CPU的现场保护和恢复必须由被响应的相应中断服务程序去完成，当执行RETI中断返回指令后，断点值自动从栈顶2字节弹出，并装入PC寄存器，使CPU继续执行被打断了的程序 。
下面给出一个应用定时器中断的实例 。
现要求编制一段程序，使P1．0端口线上输出周期为2ms的方波脉冲 。设单片机晶振频率
Fosc＝6MHZ．
1、方法：利用定时器T0作1ms定时，达到定时值后引起中断，在中断服务程序中，使P1．0的状态取一次反，并再次定时1ms 。
2、定时初值：机器周期MC＝12/fosc＝2us 。所以定时lms所需的机器周期个数为500D，亦即0lF4H 。设T0为工作方式1(16位方式)，则定时初值是(01F4H)求补＝FEOCH



图片1


START：MOV TMOD，#01H；T0为定时器状态，工作方式1
MOV TL0，#0CH；T0的低位定时初值
MOV TH0，#0FEH；T0的高位定时初值
MOV TCON，#10H；打开T0
SETB ET0；1ET0，即允许T0中断
SETB EA；1EA，即充许全局中断
AJMP $；动态暂存000BH：AJMP IST0；转入T0中断服务程序入口地址IST0IST0：MOV TL0，#0CH；重置定时器初值
MOV TH0，#0FEH；重置定时器初值
CPL P1.0；P1.0取反
RET1；中断返回

串行端口的控制寄存器：


串行端口共有2个控制寄存器SCON和PCON，用以设置串行端口的工作方式、接收／发送的运行状态、接收／发送数据的特征、波特率的大小，以及作为运行的中断标志等 。
①串行口控制寄存器SCON
SCON的字节地址是98H，位地址(由低位到高位)分别是98H一9FH 。SCON的格式如图五所示 。



图片1
SMo，SMl：
串行口工作方式控制位 。
00--方式0；01--方式1；
10--方式2；11--方式3 。
SM2：
仅用于方式2和方式3的多机通讯控制位
发送机SM2＝1(要求程控设置) 。
当为方式2或方式3时：
接收机 SM2＝1时，若RB8＝1，可引起串行接收中断；若RB8＝0，不
引起串行接收中断 。SM2＝0时，若RB8＝1，可引起串行接收中断；若
RB8＝0，亦可引起串行接收中断 。
REN:
串行接收允许位 。
0--禁止接收；1--允许接收 。
TB8:
在方式2，3中，TB8是发送机要发送的第9位数据 。
RB8:
在方式2，3中，RB8是接收机接收到的第9位数据，该数据正好来自发
送机的TB8 。
TI:
发送中断标志位 。发送前必须用软件清零，发送过程中TI保持零电平，
发送完一帧数据后，由硬件自动置1 。如要再发送，必须用软件再清零 。
RI:
接收中断标志位 。接收前，必须用软件清零，接收过程中RI保持零电
平，接收完一帧数据后，由片内硬件自动置1 。如要再接收，必须用软件

再清零 。


电源控制寄存器PCON


PCON的字节地址为87H，无位地址，PCON的格式如图六所示 。需指出的是，对80C31单片机而言，PCON还有几位有效控制位 。



SMOD：波特率加倍位 。在计算串行方式1，2，3的波特率时；0---不加倍；1---加倍 。
串行中断的应用特点：


8031单片机的串行I／O端口是一个中断源，有两个中断标志RI和TI，RI用于接收，TI用于发送 。
串行端口无论在何种工作方式下，发送／接收前都必须对TI／RI清零 。当一帧数据发送／接收完后，TI/RI自动置1，如要再发送／接收，必须先用软件将其清除 。
在串行中断被打开的条件下，对方式0和方式1来说，一帧数据发送／接收完后，除置位TI／RI外，还会引起串行中断请求，并执行串行中侧目务程序 。但对方式2和方式3的接收机而言，还要视SM2和RB8的状态，才可确定RI是否被置位以及串行中断的开放：
SM2 RB8 接收机中断标志与中断状态
0 1 激活RI，引起中断
1 0 不激活RI，不引起中断
1 1 激活RI，引起中断
单片机正是利用方式2，3的这一特点，实现多机间的通信 。串行端口的常用应用方法见相关章节 。
波特率的确定：


对方式0来说，波特率已固定成fosc／12，随着外部晶振的频率不同，波特率亦不相同 。常用的fosc有12MHz和6MHz，所以波特率相应为1000×103和500×103位／s 。在此方式下，数据将自动地按固定的波特率发送／接收，完全不用设置 。
对方式2而言，波特率的计算式为2SMOD·fosc／64 。当SMOD＝0时，波特率为fm／64；当SMOD＝1时，波特率为fosc／32 。在此方式下，程控设置SMOD位的状态后，波特率就确定了，不需要再作其它设置 。
对方式1和方式3来说，波特率的计算式为2SMOD／32×T1溢出率，根据SMOD状态位的不同，波特率有Tl／32溢出率和T1／16溢出率两种 。由于T1溢出率的设置是方便的，因而波特率的选择将十分灵活 。
前已叙及，定时器Tl有4种工作方式，为了得到其溢出率，而又不必进入中断服务程序，往往使T1设置在工作方式2的运行状态，也就是8位自动加入时间常数的方式 。由于在这种方式下，T1的溢出率(次／秒)计算式可表达成：



图片1
下面一段主程序和中断服务程序，是利用串行方式l从数据00H开始连续不断增大地串行发送一片数据的程序例 。设单片机晶振的频率为6MHZ，波特率为1200位／秒 。


ORG 2000H;1200位/秒的定时器初值MOV TL1,#0F3H
MOV TH1,#0F3H;使SMOD=0MOV PCON,#00H;T1方式2MOV TMOD,#20H
SETB EA
CLR ET1;关闭T1中断SETB ES;开串行中断SETB TR1;开T1定时MOV SCON,#40H;串行方式1CLR A
MOV SBUF,A;串行发送JNB T1,$;等待发送完CLR T1,;清标志SJMP $
ORG 0023H;串行中断入口地址MOV SBUF,A;连续发送JNB T1,$
INC A
CLR T1
RET1;中断返回【中断系统的控制寄存器及中断程序举例】

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