有關(guan) 單片機中斷係統的概念：什麽(me) 是中斷，我們(men) 從(cong) 一個(ge) 生活中的例程引入。你正在家中看書(shu) ，突然電話鈴響了，你放下書(shu) 本，去接電話，和來電話的人交談，然後放下電話，回來繼續看你的書(shu) 。這就是生活中的“中斷”的現象，就是正常的工作過程被外部的事件打斷了。仔細研究一下生活中的中斷，對於(yu) 我們(men) 學習(xi) 單片機的中斷也很有好處。

第一、什麽(me) 可經引起中斷，生活中很多事件能引起中斷：有人按了門鈴了，電話鈴響了，你的鬧鍾鬧響了，你燒的水開了….等等諸如此類的事件，我們(men) 把能引起中斷的稱之為(wei) 中斷源，單片機中也有一些能引起中斷的事件，8031中一共有5個(ge) ：兩(liang) 個(ge) 外部中斷，兩(liang) 個(ge) 計數/定時器中斷，一個(ge) 串行口中斷。

第二、中斷的嵌套與(yu) 優(you) 先級處理：設想一下，我們(men) 正在看書(shu) ，電話鈴響了，同時又有人按了門鈴，你該先做那樣呢？如果你正是在等一個(ge) 很重要的電話，你一般不會(hui) 去理會(hui) 門鈴的，而反之，你正在等一個(ge) 重要的客人，則可能就不會(hui) 去理會(hui) 電話了。如果不是這兩(liang) 者（即不等電話，也不是等人上門），你可能會(hui) 按你常常的習(xi) 慣去處理。總之這裏存在一個(ge) 優(you) 先級的問題，單片機中也是如此，也有優(you) 先級的問題。優(you) 先級的問題不僅(jin) 僅(jin) 發生在兩(liang) 個(ge) 中斷同時產(chan) 生的情況，也發生在一個(ge) 中斷已產(chan) 生，又有一個(ge) 中斷產(chan) 生的情況，比如你正接電話，有人按門鈴的情況，或你正開門與(yu) 人交談，又有電話響了情況。考慮一下我們(men) 會(hui) 怎麽(me) 辦吧。

第三、中斷的響應過程：當有事件產(chan) 生，進入中斷之前我們(men) 必須先記住現在看書(shu) 的第幾頁了，或拿一個(ge) 書(shu) 簽放在當前頁的位置，然後去處理不一樣的事情（因為(wei) 處理完了，我們(men) 還要回來繼續看書(shu) ）：電話鈴響我們(men) 要到放電話的地方去，門鈴響我們(men) 要到門那邊去，也說是不一樣的中斷，我們(men) 要在不一樣的地點處理，而這個(ge) 地點常常還是固定的。計算機中也是采用的這種辦法，五個(ge) 中斷源，每個(ge) 中斷產(chan) 生後都到一個(ge) 固定的地方去找處理這個(ge) 中斷的程序，當然在去之前首先要保存下麵將執行的指令的地址，以便處理完中斷後回到原來的地方繼續往下執行程序。具體(ti) 地說，中斷響應能分為(wei) 以下幾個(ge) 步驟：1、保護斷點，即保存下一將要執行的指令的地址，就是把這個(ge) 地址送入堆棧。2、尋找中斷入口，根據5個(ge) 不一樣的中斷源所產(chan) 生的中斷，查找5個(ge) 不一樣的入口地址。以上工作是由計算機自動完成的，與(yu) 編程者無關(guan) 。在這5個(ge) 入口地址處存放有中斷處理程序（這是程序編寫(xie) 時放在那兒(er) 的，如果沒把中斷程序放在那兒(er) ，就錯了，中斷程序就不能被執行到）。3、執行中斷處理程序。4、中斷返回：執行完中斷指令後，就從(cong) 中斷處返回到主程序，繼續執行。究竟單片機是怎麽(me) 樣找到中斷程序所在位置，又怎麽(me) 返回的呢？我們(men) 稍後再談。

MCS-51單片機中斷係統的結構：
5個(ge) 中斷源的符號、名稱及產(chan) 生的條件如下。
INT0：外部中斷0，由P3．2端口線引入，低電平或下跳沿引起。
INT1：外部中斷1，由P3．3端口線引入，低電平或下跳沿引起。
T0：定時器／計數器0中斷，由T0計滿回零引起。
T1：定時器／計數器l中斷，由T1計滿回零引起。
TI／RI：串行I／O中斷，串行端口完成一幀字符發送／接收後引起。
整個(ge) 中斷係統的結構框圖見下圖一所示。

<51單片機中斷係統結構>

如圖所示，由與(yu) 中斷有關(guan) 的特殊功能寄存器、中斷入口、次序查詢邏輯電路等組成，包括5個(ge) 中斷請求源，4個(ge) 用於(yu) 中斷控製的寄存器IE、IP、ECON和SCON來控製中斷類弄、中斷的開、關(guan) 和各種中斷源的優(you) 先級確定。

中斷請求源：

（1）外部中斷請求源：即外中斷0和1，經由外部管腳引入的，在單片機上有兩(liang) 個(ge) 管腳，名稱為(wei) INT0、INT1，也就是P3.2、P3.3這兩(liang) 個(ge) 管腳。在內(nei) 部的TCON中有四位是與(yu) 外中斷有關(guan) 的。IT0：INT0觸發方式控製位，可由軟件進和置位和複位，IT0=0，INT0為(wei) 低電平觸發方式，IT0=1，INT0為(wei) 負跳變觸發方式。這兩(liang) 種方式的差異將在以後再談。IE0：INT0中斷請求標誌位。當有外部的中斷請求時，這位就會(hui) 置1（這由硬件來完成），在CPU響應中斷後，由硬件將IE0清0。IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。（2）內(nei) 部中斷請求源TF0：定時器T0的溢出中斷標記，當T0計數產(chan) 生溢出時，由硬件置位TF0。當CPU響應中斷後，再由硬件將TF0清0。TF1：與(yu) TF0類似。TI、RI：串行口發送、接收中斷，在串行口中再講解。2、中斷允許寄存器IE在MCS－51中斷係統中，中斷的允許或禁止是由片內(nei) 可進行位尋址的8位中斷允許寄存器IE來控製的。見下表EAX

其中EA是總開關(guan) ，如果它等於(yu) 0，則所有中斷都不允許。ES－串行口中斷允許ET1－定時器1中斷允許EX1－外中斷1中斷允許。ET0－定時器0中斷允許EX0－外中斷0中斷允許。如果我們(men) 要設置允許外中斷1，定時器1中斷允許，其它不允許，則IE能是EAX

即8CH，當然，我們(men) 也能用位操作指令SETB EA

SETB ET1SETB EX1

來實現它。3、五個(ge) 中斷源的自然優(you) 先級與(yu) 中斷服務入口地址外中斷0：0003H定時器0：000BH外中斷1：0013H定時器1：001BH串行口：0023H它們(men) 的自然優(you) 先級由高到低排列。寫(xie) 到這裏，大家應當明白，為(wei) 什麽(me) 前麵有一些程序一始我們(men) 這樣寫(xie) ：

ORG 0000HLJMP START

ORG 0030H

START：。

這樣寫(xie) 的目的，就是為(wei) 了讓出中斷源所占用的向量地址。當然，在程序中沒用中斷時，直接從(cong) 0000H開始寫(xie) 程序，在原理上並沒有錯，但在實際工作中最好不這樣做。優(you) 先級：單片機采用了自然優(you) 先級和人工設置高、低優(you) 先級的策略，即能由程序員設定那些中斷是高優(you) 先級、哪些中斷是低優(you) 先級，由於(yu) 隻有兩(liang) 級，必有一些中斷處於(yu) 同一級別，處於(yu) 同一級別的，就由自然優(you) 先級確定。

開機時，每個(ge) 中斷都處於(yu) 低優(you) 先級，我們(men) 能用指令對優(you) 先級進行設置。看表2中斷優(you) 先級中由中斷優(you) 先級寄存器IP來高置的，IP中某位設為(wei) 1，對應的中斷就是高優(you) 先級，不然就是低優(you) 先級。

XX

X

PS

PT1

PX1

PT0

PX0

例：設有如下要求，將T0、外中斷1設為(wei) 高優(you) 先級，其它為(wei) 低優(you) 先級，求IP的值。IP的首3位沒用，可任意取值，設為(wei) 000，後麵根據要求寫(xie) 就能了XX

因此，最終，IP的值就是06H。例：在上例中，如果5個(ge) 中斷請求同時發生，求中斷響應的次序。響應次序為(wei) ：定時器0－＞外中斷1－＞外中斷0－＞實時器1－＞串行中斷。

MCS－51的中斷響應過程：

1、中斷響應的條件：講到這兒(er) ，我們(men) 依然對於(yu) 計算機響應中斷感到神奇，我們(men) 人能響應外界的事件，是因為(wei) 我們(men) 有多種“傳(chuan) 感器“――眼、耳能接受不一樣的信息，計算機是如何做到這點的呢？其實說穿了，一點都不希奇，MCS51工作時，在每個(ge) 機器周期中都會(hui) 去查詢一下各個(ge) 中斷標記，看他們(men) 是否是“1“，如果是1，就說明有中斷請求了，所以所謂中斷，其實也是查詢，不過是每個(ge) 周期都查一下而已。這要換成人來說，就相當於(yu) 你在看書(shu) 的時候，每一秒鍾都會(hui) 抬起頭來看一看，查問一下，是不是有人按門鈴，是否有電話。。。。很蠢，不是嗎？可計算機本來就是這樣，它根本沒人聰明。了解了上述中斷的過程，就不難解中斷響應的條件了。在下列三種情況之一時，CPU將封鎖對中斷的響應：

CPU正在處理一個(ge) 同級或更高級別的中斷請求。

現行的機器周期不是當前正執行指令的最後一個(ge) 周期。我們(men) 知道，單片機有單周期、雙周期、三周期指令，當前執行指令是單字節沒有關(guan) 係，如果是雙字節或四字節的，就要等整條指令都執行完了，才能響應中斷（因為(wei) 中斷查詢是在每個(ge) 機器周期都可能查到的）。

當前正執行的指令是返回批令（RETI）或訪問IP、IE寄存器的指令，則CPU至少再執行一條指令才應中斷。這些都是與(yu) 中斷有關(guan) 的，如果正訪問IP、IE則可能會(hui) 開、關(guan) 中斷或改變中斷的優(you) 先級，而中斷返回指令則說明本次中斷還沒有處理完，所以都要等本指令處理結束，再執行一條指令才能響應中斷。

2、中斷響應過程CPU響應中斷時，首先把當前指令的下一條指令（就是中斷返回後將要執行的指令）的地址送入堆棧，然後根據中斷標記，將對應的中斷入口地址送入PC，PC是程序指針，CPU取指令就根據PC中的值，PC中是什麽(me) 值，就會(hui) 到什麽(me) 地方去取指令，所以程序就會(hui) 轉到中斷入口處繼續執行。這些工作都是由硬件來完成的，不必我們(men) 去考慮。這裏還有個(ge) 問題，大家是否注意到，每個(ge) 中斷向量地址隻間隔了8個(ge) 單元，如0003－000B，在如此少的空間中如何完成中斷程序呢？很簡單，你在中斷處安排一個(ge) LJMP指令，不就能把中斷程序跳轉到任何地方了嗎？一個(ge) 完整的主程序看起來應該是這樣的：

ORG 0000HLJMP START

ORG 0003H

LJMP INT0 ；轉外中斷0ORG 000BH

RETI ；沒有用定時器0中斷，在此放一條RETI，萬(wan) 一 “不小心“產(chan) 生了中斷，也不會(hui) 有太大的後果。。

中斷程序完成後，一定要執行一條RETI指令，執行這條指令後，CPU將會(hui) 把堆棧中保存著的地址取出，送回PC，那麽(me) 程序就會(hui) 從(cong) 主程序的中斷處繼續往下執行了。注意：CPU所做的保護工作是很有限的，隻保護了一個(ge) 地址，而其它的所有東(dong) 西都不保護，所以如果你在主程序中用到了如A、PSW等，在中斷程序中又要用它們(men) ，還要保證回到主程序後這裏麵的數據還是沒執行中斷以前的數據，就得自己保護起來。

中斷係統的控製寄存器：
中斷係統有兩(liang) 個(ge) 控製寄存器IE和IP，它們(men) 分別用來設定各個(ge) 中斷源的打開／關(guan) 閉和中斷優(you) 先級。此外，在TCON中另有4位用於(yu) 選擇引起外部中斷的條件並作為(wei) 標誌位。

1．中斷允許寄存器--IE
IE在特殊功能寄存器中，字節地址為(wei) A8H，位地址(由低位到高位)分別是A8H-AFH。
IE用來打開或關(guan) 斷各中斷源的中斷請求，基本格式如下圖二所示：
 

EA：全局中斷允許位。EA＝0，關(guan) 閉全部中斷；EA＝1，打開全局中斷控製，在此條件下，由各個(ge) 中斷控製位確定相應中斷的打開或關(guan) 閉。
×：無效位。
ES：串行I／O中斷允許位。ES＝1，打開串行I／O中斷；ES＝0，關(guan) 閉串行I／O中斷。
ETl；定時器／計數器1中斷允許位。ETl＝1，打開T1中斷；ETl＝O，關(guan) 閉T1中斷。
EXl：外部中斷l中斷允許位。EXl＝1，打開INT1；EXl＝0，關(guan) 閉INT1。
ET0：定時器／計數器0中斷允許位。ET0＝1，打開T0中斷；ET0＝0，關(guan) 閉TO中斷。
EXO：外部中斷0中斷允許位。Ex0＝1，打開INT0;EX0=0,關(guan) 閉INT0.

中斷優(you) 先寄存器--IP：
IP在特殊功能寄存器中，字節地址為(wei) B8H，位地址(由低位到高位)分別是B8H一BFH,IP用來設定各個(ge) 中斷源屬於(yu) 兩(liang) 級中斷中的哪一級，IP的基本格式如下圖三所示：

×：無效位。
PS：串行I／O中斷優(you) 先級控製位。PS＝1，高優(you) 先級；PS＝0，低優(you) 先級。
PTl：定時器／計數器1中斷優(you) 先級控製位。PTl＝1，高優(you) 先級；PTl＝0，低優(you) 先級。
Pxl：外部中斷1中斷優(you) 先級控製位。Pxl＝1，高優(you) 先級；PXl＝O，低優(you) 先級。
PT0：定時器／計數器o中斷優(you) 先級控製位。PT0＝1，高優(you) 先級；PTO＝0，低優(you) 先級。
Px0：外部中斷0中斷優(you) 先級控製位。Px0＝1，高優(you) 先級；Px0＝0，傷(shang) 優(you) 先級。
在MCS-51單片機係列中，高級中斷能夠打斷低級中斷以形成中斷嵌套；同級中斷之間，或低級對高級中斷則不能形成中斷嵌套。若幾個(ge) 同級中斷同時向CPU請求中斷響應，則CPU按如下順序確定響應的先後順序：

INT0一T0---INT1一T1一RI／T1.

中斷的響應過程

若某個(ge) 中斷源通過編程設置，處於(yu) 被打開的狀態，並滿足中斷響應的條件，而且①當前正在執行的那條指令已被執行完
1、當前末響應同級或高級中斷
2、不是在操作IE，IP中斷控製寄存器或執行REH指令則單片機響應此中斷。
在正常的情況下，從(cong) 中斷請求信號有效開始，到中斷得到響應，通常需要3個(ge) 機器周期到8個(ge) 機器周期。中斷得到響應後，自動清除中斷請求標誌(對串行I／O端口的中斷標誌，要用軟件清除)，將斷點即程序計數器之值(PC)壓入堆棧(以備恢複用)；然後把相應的中斷入口地址裝入PC，使程序轉入到相應的中斷服務程序中去執行。
各個(ge) 中斷源在程序存儲(chu) 器中的中斷入口地址如下：
中斷源 入口地址
INT0(外部中斷0) 0003H
TF0(TO中斷) 000BH
INT1(外部中斷1) 0013H
TFl(T1中斷) 001BH
RI／TI(串行口中斷) 0023H
由於(yu) 各個(ge) 中斷入口地址相隔甚近，不便於(yu) 存放各個(ge) 較長的中斷服務程序，故通常在中斷入口地址開始的二三個(ge) 單元中，安排一條轉移類指令，以轉入到安排在那兒(er) 的中斷服務程序。以T1中斷為(wei) 例，其過程下如圖四所示。
由於(yu) 5個(ge) 中斷源各有其中斷請求標誌0，TF0，IEl，TFl以及RI／TI，在中斷源滿足中斷請求的條件下，各標誌自動置1，以向CPU請求中斷。如果某一中斷源提出中斷請求後，CPU不能立即響應，隻要該中斷請求標誌不被軟件人為(wei) 清除，中斷請求的狀態就將一直保持,直到CPU響應了中斷為(wei) 止,對串行口中斷而言，這一過程與(yu) 其它4個(ge) 中斷的不同之處在於(yu) ；即使CPU響應了中斷，其中斷標誌RI／TI也不會(hui) 自動清零，必須在中斷服務程序中設置清除RI／TI的指令後，才會(hui) 再一次地提出中斷請求。
CPU的現場保護和恢複必須由被響應的相應中斷服務程序去完成，當執行RETI中斷返回指令後，斷點值自動從(cong) 棧頂2字節彈出，並裝入PC寄存器，使CPU繼續執行被打斷了的程序。
下麵給出一個(ge) 應用定時器中斷的實例。
現要求編製一段程序，使P1．0端口線上輸出周期為(wei) 2ms的方波脈衝(chong) 。設單片機晶振頻率
Fosc＝6MHZ．
1、方法：利用定時器T0作1ms定時，達到定時值後引起中斷，在中斷服務程序中，使P1．0的狀態取一次反，並再次定時1ms。
2、定時初值：機器周期MC＝12/fosc＝2us。所以定時lms所需的機器周期個(ge) 數為(wei) 500D，亦即0lF4H。設T0為(wei) 工作方式1(16位方式)，則定時初值是(01F4H)求補＝FEOCH

START：	MOV TMOD，#01H	；T0為(wei) 定時器狀態，工作方式1
	MOV TL0，#0CH	；T0的低位定時初值
	MOV TH0，#0FEH	；T0的高位定時初值
	MOV TCON，#10H	；打開T0
	SETB ET0	；1ET0，即允許T0中斷
	SETB EA	；1EA，即充許全局中斷
	AJMP $	；動態暫存
000BH：	AJMP IST0	；轉入T0中斷服務程序入口地址IST0
IST0：	MOV TL0，#0CH	；重置定時器初值
	MOV TH0，#0FEH	；重置定時器初值
	CPL P1.0	；P1.0取反
	RET1	；中斷返回

串行端口的控製寄存器：

串行端口共有2個(ge) 控製寄存器SCON和PCON，用以設置串行端口的工作方式、接收／發送的運行狀態、接收／發送數據的特征、波特率的大小，以及作為(wei) 運行的中斷標誌等。
①串行口控製寄存器SCON
SCON的字節地址是98H，位地址(由低位到高位)分別是98H一9FH。SCON的格式如圖五所示。

SMo，SMl：
串行口工作方式控製位。
00--方式0；01--方式1；
10--方式2；11--方式3。
SM2：
僅(jin) 用於(yu) 方式2和方式3的多機通訊控製位
發送機SM2＝1(要求程控設置)。
當為(wei) 方式2或方式3時：
接收機 SM2＝1時，若RB8＝1，可引起串行接收中斷；若RB8＝0，不
引起串行接收中斷。SM2＝0時，若RB8＝1，可引起串行接收中斷；若
RB8＝0，亦可引起串行接收中斷。
REN:
串行接收允許位。
0--禁止接收；1--允許接收。
TB8:
在方式2，3中，TB8是發送機要發送的第9位數據。
RB8:
在方式2，3中，RB8是接收機接收到的第9位數據，該數據正好來自發
送機的TB8。
TI:
發送中斷標誌位。發送前必須用軟件清零，發送過程中TI保持零電平，
發送完一幀數據後，由硬件自動置1。如要再發送，必須用軟件再清零。
RI:
接收中斷標誌位。接收前，必須用軟件清零，接收過程中RI保持零電
平，接收完一幀數據後，由片內(nei) 硬件自動置1。如要再接收，必須用軟件
再清零。

電源控製寄存器PCON

PCON的字節地址為(wei) 87H，無位地址，PCON的格式如圖六所示。需指出的是，對80C31單片機而言，PCON還有幾位有效控製位。

SMOD：波特率加倍位。在計算串行方式1，2，3的波特率時；0---不加倍；1---加倍。

串行中斷的應用特點：

8031單片機的串行I／O端口是一個(ge) 中斷源，有兩(liang) 個(ge) 中斷標誌RI和TI，RI用於(yu) 接收，TI用於(yu) 發送。
串行端口無論在何種工作方式下，發送／接收前都必須對TI／RI清零。當一幀數據發送／接收完後，TI/RI自動置1，如要再發送／接收，必須先用軟件將其清除。
在串行中斷被打開的條件下，對方式0和方式1來說，一幀數據發送／接收完後，除置位TI／RI外，還會(hui) 引起串行中斷請求，並執行串行中側(ce) 目務程序。但對方式2和方式3的接收機而言，還要視SM2和RB8的狀態，才可確定RI是否被置位以及串行中斷的開放：
SM2 RB8 接收機中斷標誌與(yu) 中斷狀態
0 1 激活RI，引起中斷
1 0 不激活RI，不引起中斷
1 1 激活RI，引起中斷
單片機正是利用方式2，3的這一特點，實現多機間的通信。串行端口的常用應用方法見相關(guan) 章節。

波特率的確定：

對方式0來說，波特率已固定成fosc／12，隨著外部晶振的頻率不同，波特率亦不相同。常用的fosc有12MHz和6MHz，所以波特率相應為(wei) 1000×103和500×103位／s。在此方式下，數據將自動地按固定的波特率發送／接收，完全不用設置。
對方式2而言，波特率的計算式為(wei) 2SMOD·fosc／64。當SMOD＝0時，波特率為(wei) fm／64；當SMOD＝1時，波特率為(wei) fosc／32。在此方式下，程控設置SMOD位的狀態後，波特率就確定了，不需要再作其它設置。
對方式1和方式3來說，波特率的計算式為(wei) 2SMOD／32×T1溢出率，根據SMOD狀態位的不同，波特率有Tl／32溢出率和T1／16溢出率兩(liang) 種。由於(yu) T1溢出率的設置是方便的，因而波特率的選擇將十分靈活。
前已敘及，定時器Tl有4種工作方式，為(wei) 了得到其溢出率，而又不必進入中斷服務程序，往往使T1設置在工作方式2的運行狀態，也就是8位自動加入時間常數的方式。由於(yu) 在這種方式下，T1的溢出率(次／秒)計算式可表達成：

下麵一段主程序和中斷服務程序，是利用串行方式l從(cong) 數據00H開始連續不斷增大地串行發送一片數據的程序例。設單片機晶振的頻率為(wei) 6MHZ，波特率為(wei) 1200位／秒。

ORG 2000H	;1200位/秒的定時器初值
MOV TL1,#0F3H
MOV TH1,#0F3H	;使SMOD=0
MOV PCON,#00H	;T1方式2
MOV TMOD,#20H
SETB EA
CLR ET1	;關(guan) 閉T1中斷
SETB ES	;開串行中斷
SETB TR1	;開T1定時
MOV SCON,#40H	;串行方式1
CLR A
MOV SBUF,A	;串行發送
JNB T1,$	;等待發送完
CLR T1,	;清標誌
SJMP $
ORG 0023H	;串行中斷入口地址
MOV SBUF,A	;連續發送
JNB T1,$
INC A
CLR T1
RET1	;中斷返回