第五章 5.1 中断概述（课件）- 《单片机技术与应用》（高教版第二版）同步精品课堂

第五章 中断原理及应用 5.1 中断概述 《单片机技术与应用》 高教版 第二版 魏寿明 CONTENTS 目录 01 学习目标 02 新课引入 03 新课教学 04 师生互动 05 课堂练习 06 课堂小结 学习目标 CATALOGUE 一 学习目标 掌握单片机中断的基本概念 了解中断系统的组成和工作原理 学会编写简单的中断处理程序 新课引入 CATALOGUE 二 微处理器的基本组成和工作原理 指令系统和寻址方式 存储器类型和组织结构 I/O端口及数据传输方式 01 02 03 04 回顾前置知识 实现实时控制 提高系统效率 便于故障处理 实现多任务操作 阐述中断在单片机中的重要性 中断技术可以使得单片机在执行主程序的同时，及时响应外部事件，实现实时控制。 当中断请求是由故障引起时，中断技术可以使得单片机及时响应并处理故障，保证系统的正常运行。 通过中断技术，单片机可以在执行一项任务时，同时处理其他任务，提高了系统的处理效率。 中断技术可以使得单片机在执行多个任务时，实现任务的切换和管理，提高了系统的多任务处理能力。 新课教学 CATALOGUE 三 中断是指单片机在执行程序过程中，由于内部或外部事件（中断源）的请求，暂时停止当前正在执行的程序，而转去执行另一段特殊程序（中断服务程序），以处理该事件，处理完毕后返回原程序继续执行的过程。 中断定义 中断可以提高单片机的实时处理能力，实现对外部事件的及时响应和处理，同时使单片机具有分时操作的能力，提高系统的效率和可靠性。 中断作用 中断定义及作用 中断源 中断源是指引起中断的原因或事件，单片机可以有多个中断源。常见的中断源包括外部中断、定时器中断、串行通信中断等。 中断向量 中断向量是指中断服务程序的入口地址。每个中断源对应一个中断向量，当单片机响应中断时，会自动跳转到对应的中断向量处执行中断服务程序。 中断源与中断向量 当某个中断源需要单片机处理时，会向单片机发出中断请求信号。 中断请求 单片机在接收到多个中断请求时，会根据中断优先级判断哪个中断需要优先处理。 中断判优 单片机确定要响应的中断后，会保存当前程序的现场信息，然后跳转到对应的中断向量处执行中断服务程序。 中断响应 中断服务程序执行完毕后，单片机会恢复现场信息，并返回原程序继续执行。 中断返回 中断响应过程 当多个中断同时请求时，单片机会根据中断优先级的高低来决定先处理哪个中断。优先级高的中断会优先得到处理。 单片机在执行一个中断服务程序时，可以响应更高级别的中断请求，实现中断的嵌套处理。这要求单片机具有多级中断优先级处理能力。 中断优先级处理 中断嵌套 中断优先级 MCS-51 系列单片机中断系统有5个中断源，其中内部中断 源有3个，外部中断源有2个，2级中断优先级，可以实现2级中断嵌套。整个中断系统由中断标志控制寄存器、中断允许控制寄存器、中断优先级寄存器、 串行口中断控制寄存器及硬件查询组成，如图所示。 MCS-51系列单片机中断系统结构 各中断源简介见表 MCS-51系列单片机中断源介绍 符号 名称 引起原因 中断服务程序入口地址 INTO 外部中断0 P3.2引脚的低电平或下降沿信号 0003H TO 定时器/计数器TO中断 定时器/计数器TO溢出 000BH INT1 外部中断1 P3.3引脚的低电平或下降沿信号 0013H T1 定时器/计数器T1中断 定时器/计数器T1溢出 001BH RX/TX 串行口中断 串行通信发送或接收完成一帧数据 0023H 中断控制寄存器 中断控制寄存器 中断嵌套 当 CPU 响应某一中断源请求而进入中断处理时，若更高级别的中断源发出申请，则 CPU 暂停现行的中断服务程序，去响应优先级更高的中断，等高级别的中断处理完后，再返回低级别中 断服务程序，所有中断结束后，继续执行原先的程序，这一过程就称为中断嵌套。 了解中断向量表的概念和作用 01 中断向量表是单片机中用于存储中断服务程序入口地址的表格，当中断发生时，单片机通过查找中断向量表来找到对应的中断服务程序并执行。 掌握中断向量表的设置方法 02 根据单片机的型号和中断源的类型，正确设置中断向量表的地址和大小，确保每个中断源都能正确指向对应的中断服务程序。 注意中断向量表的更新和维护 03 在程序运行过程中，如果需要修改中断服务程序的地址或增加新的中断源，需要及时更新中断向量表，以确保中断处理的正确性。 中断处理过程中注意事项：正确设置中断向量表 了解堆栈的工作原理和容量限制 堆栈是单片机中用于存储临时数据和返回地址的区域，其容量有限。当中断嵌套过深时，可能导致堆栈溢出，从而引发程序错误。 合理设计中断优先级和嵌套深度 根据实际应用需求，合理设置各中断源的优先级和允许嵌套的最大深度，以避免堆