5.4-中断技术的简单应用（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 中断技术的简单应用 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 了解中断技术的概念和作用。 · 掌握中断的分类及中断处理过程。 · 学会使用中断技术实现简单的程序设计。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 中断技术的概念和作用。 2. 中断处理过程。 3. 中断技术的简单应用实例。 教学难点 1. 中断向量表的设置和使用。 2. 中断服务程序的编写。 教学方法 讲授法· 讲授法：通过讲解中断技术的相关知识，引导学生理解中断技术的原理和应用。 · 案例分析法：通过分析具体的中断技术应用案例，帮助学生理解中断技术的实际应用。 · 实践法：通过编程实践，让学生亲身体验中断技术的使用方法，提高学生的动手能力 、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问：在计算机系统中，当外部设备需要与CPU进行通信时，通常采用什么方式？ 2. 引出中断技术的概念，简要介绍中断技术的作用和发展历程。 2分钟 讲授新课 练习指导 中断技术在许多简单应用实例中发挥着重要作用。以下是一个简单的实例，说明如何使用中断技术实现跑马灯功能： 1. **硬件电路规划**： 使用端口RC上的8只发光二极管（LED）作为显示部件。各只LED有限流电阻，以保护单片机端口引脚内部电路。单片机的时钟振荡器工作模式选用RC阻容振荡方式，根据电路中给定的R3和R4阻容值，时钟频率大约为4MHz。 2. **软件程序设计**： 利用定时器/计数器TMR0模块和中断逻辑功能部件，让TMR0工作于定时器模式。在超时溢出时向CPU发送中断请求信号。通过中断服务程序，实现跑马灯的闪烁效果。 3. **中断服务程序**： 中断服务程序负责处理TMR0溢出中断。在每次中断发生时，更新LED的显示状态，并重新设置TMR0的计数值，以便在下一次溢出时再次触发中断。这样，LED的闪烁效果就通过中断服务程序实现了。 4. **主程序**： 主程序主要负责初始化硬件电路和设置中断服务程序。在主程序中，设置TMR0的初始计数值，并开放TMR0中断使能位。然后，主程序进入循环，等待中断事件的发生。 通过这种方式，中断技术使得跑马灯功能得以高效实现，同时CPU可以在等待中断事件发生时执行其他任务，提高了整体的系统性能。 **中断技术的概念和作用** **概念**： 中断技术是计算机系统一种重要的技术，它允许CPU在处理完当前正在执行的指令后，暂停当前程序的执行，转而去处理一个紧急的事件或任务，这个事件或任务被称为“中断”。处理完中断后，CPU再返回到原先的程序继续执行。这种机制大大提高了计算机的响应速度和并发处理能力。 **作用**： 1. **提高效率**：中断技术使得CPU不必连续不断地查询外设的状态，而是可以专注于执行主程序，只在必要时响应中断，从而提高了CPU的利用率。 2. **实时处理**：对于实时系统来说，中断技术是实现实时处理的关键。例如，在工业自动化、飞行控制等领域，中断技术可以确保对关键事件的及时响应。 3. **多任务处理**：中断技术支持多任务处理，使得多个任务可以共享CPU资源。操作系统可以利用中断来调度不同的进程，实现多任务的并行执行。 4. **数据传输**：在I/O操作中，中断技术可以实现CPU与外设之间的异步数据传输，避免了CPU的空闲等待。 --- **中断的分类**： 1. **可屏蔽中断**：这类中断可以被CPU的IF标志位（中断允许标志位）所屏蔽。当IF=0时，CPU不会响应可屏蔽中断。这类中断通常用于非紧急事件的处理。 2. **不可屏蔽中断**：这类中断不能被CPU屏蔽，一旦发生，CPU必须立即响应。NMI（非屏蔽中断请求）就是一种不可屏蔽中断，通常用于处理严重的系统错误或异常情况。 3. **内部中断**：也称为软件中断，是由CPU内部的某些事件触发的中断，如除数为零、溢出、断点等。 4. **外部中断**：由外部设备（如键盘、鼠标、定时器等）产生的中断请求。 --- **中断处理过程**： 中断处理过程通常包括以下几个步骤： 1. **中断请求**：当一个中断源准备好后，它会向CPU发送一个中断请求信号。 2. **中断响应**：