浅谈MCS—51单片机中断系统逻辑控制图

袁芬　余成路

摘 要：单片机所具有的复杂实时控制功能与中断技术密不可分，面对控制对象随机发出的中断请求，单片机必须做出快速响应并及时处理，以使被控制对象保持在最佳工作状态，达到预定的控制效果。中断技术对单片机来说显得尤为重要，正确掌握中断技术对于后期单片机的学习有很大意义。

关键词：单片机；中断系统逻辑控制图；特殊功能寄存器

单片机所具有的复杂实时控制功能与中断技术密不可分，面对控制对象随机发出的中断请求，单片机必须做出快速响应并及时处理，以使被控制对象保持在最佳工作状态。下面针对单片机的中断系统进行详细分析，以便读者对该部分内容能有更透彻地了解。

1 现实生活中的“中断”现象（图1）

2 计算机的中断概念

是指计算机在按序执行某程序时，为处理来自机内外的随机事件，CPU随机暂停正在执行的程序，转去执行中断服务子程序，执行完后自动返回原处。

2.1 中断嵌套

计算机正在执行一个中断服务子程序时，如出现另一个更紧急的中断请求， CPU暂停执行当前的中断服务程序，转向处理新的中断服务，等到这个任务完成后再返回原中断服务程序继续执行，这个过程称为中断嵌套。

2.2 现场保护和现场恢复

（1）现场——中断时刻单片机中有关存储单元内的数据或状态。

（2）现场保护——为了防止因执行中断服务程序，而修改原存储单元内的数据或状态，将相关数据送入堆栈中保存起来，以便在中断返回后不改变主程序的运行数据。

（3）现场恢复——中断服务结束后，在返回主程序之前，把保存的现场内容从堆栈中弹出，以恢复相关存储单元的原有内容。

2.3 关中断和开中断

2.4 中断的作用

使一台计算机能“同时”处理多项事务；完全消除了内外信息交换时的等待时间，极大地提高了工作效率；实现了现场实时控制。

3 MCS-51单片机的中断系统概述

3.1 中断系统逻辑控制图（图3）

该图能够让读者形成较清晰的逻辑思路。

3.2 中断源和中断矢量地址

所谓中断源，是指引起CPU中断的根源，或能向CPU发出中断请求的来源。

中断矢量地址也称中断向量，它是指相应中断请求被响应后，CPU应将程序引向何处——PC地址。这个地址是该中断服务子程序的起始地址（也称入口地址或首址）。

3.3 外中断、定时中断

外中断作用：紧急处理外部事件或因外部事件引发的问题；外中断请求信号0和外中断请求信号1分别由12#和13#引脚输入；有电平和脉冲两种请求方式，用户采用软件选择，低电平或下降沿有效；外部请求信号的高、低电平至少要维持1个机器周期。

定时中断作用：满足定时和计数的需要；任一个内部定时器/计数器，当定时时间到或计数值满时计数机构溢出，它可作为中断请求信号从单片机内部向中断系统发出中断请求；计数器/定时器的计数、定时信号分别从外部和内部输入。

3.4 串行中断

作用：进行串行数据的传送；在串行口接收或发送完一帧数据后，单片机内部自动向中断系统发出一个中断请求信号。

3.5 中断请求标志位

每一个中断源对应一个中断请求标志位，它们设置在两个特殊功能寄存器——定时器控制寄存器（TCON）、串行口控制寄存器（SCON）中，当有中断源请求中断时，由它们的相应位作标志。

3.6 中断允许与优先级控制

中断的允许与否、优先级别则分别由中断允许控制寄存器（IE）和中断优先级控制寄存器（IP）经软件方式设定。

限于篇幅跟中斷有密切关系的其他四个特殊功能的寄存器：定时器控制寄存器（TCON）、串行口控制寄存器（SCON）、中断允许控制寄存器（IE）、中断优先级控制寄存器（IP）功能在此就不再详细讲解。