目录
1、中断的概念
日常生活的中断现象举例
中断是指在突发事件到来时先中止当前正在进行的工作，转而去处理突发事件。待处理完成后，再返回到原先被中止的工作处，继续进行随后的工作。
中断的一般概念
中断响应过程：由中断管理系统处理突发事件的过程；
中断源：中断管理系统能够处理的突发事件;
中断请求：中断源向CPU提出的处理请求;
中断函数：针对中断源和中断请求提供的服务函数;
中断嵌套：在中断服务过程中执行更高级别的中断服务。
中断过程与调用一般函数过程的相似性: 两者都需要保护断点，都可实现多级嵌套等。
中断过程与调用一般函数过程的差异性:
1、前者是程序设计者事先安排的（断点位置是明确的），而后者却是系统根据工作环境随机决定的（断点位置是随机的）。
2、主函数与一般函数之间具有主从关系，而主函数与中断函数之间则是平行关系（中断函数只能被系统调用）；
3、一般函数调用是纯粹软件处理过程，而中断函数调用却是需要软、硬件配合才能完成的过程。
中断实现的功能：
1、分时操作：CPU可以使多个外设同时工作，并分时为各外设提供服务，从而大大提高了CPU的利用率和输入/输出的速度。
2、实时处理：当计算机用于实时控制时，请求CPU提供服务是随机发生的。有了中断系统，CPU就可以立即响应并加以处理。
3、故障处理：当计算机运行中出现如电源断电、存储器校验出错、运算溢出等错误时，CPU可及时转去执行故障处理程序，减小或消除故障产生的影响。
实例1 单片机开关状态检测
要求：若有按键压下→D1状态反转。
利用查询法编程如下：
#include<reg51.h>
sbit p1_0=P1^0;
sbit p3_2=P3^2;
main(){
p1_0=0;
while(1){
if(p3_2==0)p1_0=!p1_0;
}
}
利用中断法编程如下：
#include<reg51.h>
sbit p1_0=P1^0;
int0_srv() interrupt 0{
p1_0=!p1_0;
}
main(){
IT0=1;
IE=0x81;
while(1);
}运行结果如下：
2、中断控制系统
2.1 中断系统的结构
1、中断源
中断源数量和种类越多，MCU处理突发事件的能力就越强。
80C51单片机共有5种中断源。
2、中断请求标志
当中断信号出现时，单片机中某些寄存器位（中断请求标志位）可被硬件置1。
CPU通过定期查看中断请求标志位是否为1，便可知道有无中断请求。
2.2 中断控制
中断系统的组成
中断信号分别沿5条水平路径由左向右进行传送。
其中，TCON、SCON、IE、IP是相关SFR。
1、TCON寄存器
定时/计数器的控制寄存器（Timer/Counter Control Register），字节地址为88H，可位寻址。
【注意】 51单片机复位后，TCON初值为0——默认没有上述中断请求，默认采用电平触发方式。
2、SCON寄存器
串口控制寄存器(Serial control register)，字节地址为98H，可位寻址。
【注意】TI和RI虽然是2个中断请求标志位，但在SCON之后经或门电路合成为1个信息，统一接受中断管理。
3、IE寄存器
中断允许寄存器（Interrupt Enable Register），字节地址为A8H，可位寻址。
【注意】禁止中断并不能阻止中断请求标志值的硬件刷新；
单片机复位后，IE的初值为0——默认为整体禁止中断。
4、IP 寄存器
中断优先级寄存器（Interrupt Priority Registers），字节地址为B8H，可位寻址。
优先级原则：
1）高级中断请求可以打断正在执行的低级中断；
2）同级或低级中断请求不能打断正在执行的中断；
3）同级中断源同时提出请求时按自然优先级响应：
INT0→ T0 → INT1→T1→TI/RI
4）单片机复位时，IP初值为0——默认所有中断源均为低级中断。
中断嵌套演示
功能：
#include"reg51.h"
char led_mod[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//显示字模
sbit D1=P3^0;
void delay(unsigned int time){ //延时
unsigned char j ;
for(j=255;time>0;time--)
for(;j>0;j--);
}
key0() interrupt 0{ //K0中断函数
unsigned char i;
D1=IE0; //IE0状态输出_
for(i=0;i<=9;i++){ //字 符0-9循环1圈
P2=led_mod[i];
delay (35000) ;
}P2=0x40; //结束符“一”
}
key1() interrupt 2 { //K1中断函数
unsigned char i;
for(i=0;i<=9;i++){ //字符0-9循环1圈
D1=IE0; //IE0状态输出
P1=led_mod[i];
delay (35000) ;
}P1=0x40; //结束符“一”
}
void main(){
unsigned char i;
TCON = 0x05; //脉冲触发方式
PX0=0;PX1=1; //INT1优先
D1=0;P1=P2=0x40; //输出初值
IE=0x85; //开中断
while(1){
for(i=0;i<=9;i++){ //字 符0-9无限循环
P0=led_mod[i];
delay(35000);
}}}
仿真运行图如下：
中断标志汇总
中断管理寄存器汇总
3、中断处理过程
中断处理包括中断请求、中断响应、中断服务、中断返回等环节。
1、中断响应
CPU响应中断的基本条件为：
（1）有中断源发出中断请求；
（2）中断总允许位EA=1，即CPU开中断；
（3）申请中断的中断源的中断允许位为1。
CPU响应中断后的操作过程：
1.中断优先级查询，阻止后来的同级或低级中断请求。
2.保护断点，即把程序计数器PC的内容压入堆栈保存。
3.清除中断请求标志位。
4.调用中断函数并开始运行。
5.返回断点继续运行。
【注意】除中断函数运行是软件方式外，其余中断处理过程都是由单片机硬件自动完成的。
2、响应时间
Ø从查询中断请求标志到执行中断函数第一条语句所经历的时间，称为中断响应时间。
ØCPU在每个机器周期的S6期间查询每个中断请求的标志位。
Ø中断响应时间 = 1个查询机器周期 + 2个调用中断函数周期= 3个机器周期，这也是对中断请求做出响应所需的最短时间。
3、中断撤销
1.定时/计数器中断：硬件自动撤销
2.外部中断：脉冲触发：自动
3.电平触发：外加电路
4.串口中断：软件撤销
4、中断服务函数
C51中断函数的声明格式：
void 函数名 (void) interrupt n [using m]
interrupt n，表示是关于中断源n的中断服务函数；
using m，表示该中断函数将使用第m组工作寄存器。缺省为当前工作寄存器组。
【注意】1、中断服务函数既没有返回值，也没有调用参数； 2、中断服务函数只能由系统调用，不能被其他函数调用。
4、中断编程及应用
重新认识实例1的程序
#include<reg51.h>
sbit p1_0=P1^0;
int0_srv() interrupt 0{
p1_0=!p1_0;
}
main(){
IT0=1;
IE=0x81;
while(1);
}【注意】中断允许设置也可采用位变量实现，即EX0=1，EA=1；
实例2 将第4章实例3改用中断方式实现
问题：
查询法需占用大量CPU机时，如何降低按键检测开销？
中断法——有键闭合时才检测键盘（获取闭合键号）
硬件更改：
①增加一个4输入与门器件U3→行线分接输入端，输出端接P3.2（INT0)；②键盘连线改接在P2口。
软件更改：
①主函数中进行中断初始化，中断函数中查找闭合键号并刷新LED显示；
②每次中断返回前都应将列电平置为全低，行电平置为全高，为下次中断做准备 。
#include<reg51.h>
char led_mod[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,//1ed字模
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x58,0x5e,0x79,0x71};
char key_buf[]={0xee,0xde,0xbe,0x7e,0xed,0xdd,0xbd,0x7d, //键值
0xeb,0xdb,0xbb,0x7b,0xe7,0xd7,0xb7,0x77};
void getKey() interrupt 0{ //中 断函数
char key_scan[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //键扫描码
char i=0,j=0;
for(i=0;i<4;i++){
P2= key_scan[i]; //输出扫描码
for(j=0;j<16;j++){
if(key_buf[j]==P2){ //读键值，并判断键号
P0=led_mod[j]; //显示闭合键键号”
break;
}
}
}
P2=0x0f; //为下次中断做准备
}
void main(void){
P0=0x00; //开机黑屏
IT0=1; //脉冲触发
EX0=1; //INT0允许
EA=1; //总中断允许
P2 = 0x0f; //为首次中断做准备,列线全为0,行线全为1
while(1); //模拟其他程序功能
}仿真运行图如下：
实例3 将第4章实例2改用中断方式实现
问题：当CPU运行于LED循环环节时，将因不能及时检测按键状态，而使按键操作不灵敏。
硬件改动：增加一只4输入与门电路，使按键闭合电平作为外部中断信号。
软件改动：将标志位修改功能放在中断函数中进行。
#include<reg51.h>
char led[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//LED花样数据
bit dir=0,run=0; //全局变量
void delay (unsigned int time); //键控中断函数
key() interrupt 0 {
switch(P0 & 0x0f){ //修改标志位状态
case 0x0e:run=1;break;
case 0x0d:run=0,dir=0;break;
case 0x0b:dir=1;break;
case 0x07:dir=0;break;
}}
void main(){
char i;
IT0=1;EX0=1;EA=1;//边沿触发、INT0允许、 总中断允许
while(1){
if(run)
if(dir) //若run=dir=1,自上而下流动
for(i=0;i<=3;i++){
P2=led[i];
delay(200);
}
else //若run=1,dir=0, 自下而上流动
for(i=3;i>=0;i--) {
P2=led[i];
delay(200);
}
else P2=0xff; //若run=0,灯全灭
}}
void delay(unsigned int time){
unsigned int j = 0;
for(;time>0;time--)
for(j=0;j<125;j++);
}
运行效果——按键动作灵敏度明显增强
本篇小结
1、中断是指在突发事件到来时先中止当前正在进行的工作，转而去处理突发事件。待处理完成后，再返回到原先被中止的工作处，继续进行随后的工作。
2、中断的核心问题包括，51单片机的中断源、中断控制寄存器、中断处理过程。
3、C51中断函数的声明格式为：void 函数名 (void) interrupt n [using m]