80C51单片机的中断系统是其核心功能之一,它允许单片机在执行主任务的同时,能够响应并处理来自不同源的中断事件。中断技术在计算机系统中起到关键作用,它解决了资源竞争问题,使得多任务环境下,CPU能够有效地切换执行不同的任务。
5.1 中断概述:
中断是一种计算机硬件机制,用于暂停当前正在执行的程序,转而处理突发事件或紧急任务。中断可以是外部设备(如键盘、鼠标)或内部硬件(如定时器)产生的。中断请求可以是同步的(如定时器溢出)或异步的(如外部中断),它们都需要CPU的即时响应。中断技术使得计算机能够高效地管理资源,同时处理多个并发事件。
5.2 80C51单片机的中断系统:
80C51单片机提供了6个中断源,包括2个外部中断INT0和INT1,2个定时器/计数器中断TIM0和TIM1,以及2个串行通信中断TX和RX。中断向量是中断服务程序的入口地址,中断发生时,CPU根据中断向量找到相应服务程序的起始位置。80C51中断系统的控制主要涉及以下几个方面:
1. 中断允许控制寄存器IE:全局中断控制位EA、外部中断控制位EX0和EX1、定时器中断控制位ET0和ET1以及串行中断控制位ES。
2. 定时器控制寄存器TCON:包含溢出标志位TF0和TF1,外部中断请求标志位IE0和IE1,以及外部中断触发方式控制位IT0和IT1。
3. 串行口控制寄存器SCON:与串行中断相关的TI和RI标志位,用于串行发送和接收中断请求。
4. 中断优先级控制寄存器IP:用于设定各中断的优先级,如外部中断0和1的优先级位PX0和PX1,定时器0和1的优先级位PT0和PT1,以及串行中断优先级位PS。
5.2.3 中断优先级控制:
80C51的中断优先级分为高低两级,高优先级中断在任何时候都会优先于低优先级中断得到响应。中断优先级的设定基于中断事件的重要性和处理速度,以及处理中断所需的时间和中断的频率。在中断响应时,如果高优先级中断请求出现,即使低优先级中断正在处理,也会立即停止低优先级中断服务,转而响应高优先级中断。而在同优先级中断请求中,CPU会按照查询顺序进行处理。
中断处理不仅涉及到中断响应,还包括中断进入、中断服务程序执行、中断返回等多个步骤。中断服务程序必须保持简洁高效,以免占用过多的CPU时间,影响系统的实时性。此外,中断嵌套也是中断系统中的重要概念,它允许在处理一个中断时,另一个更高优先级的中断可以打断当前的中断服务程序,形成中断链。正确理解和掌握中断系统对于开发80C51单片机的应用至关重要。