MCS-51中断响应及中断处理过程

一个完整的中断处理的基本过程应该包括：中断请求、中断响应、中断处理以及中断返回。

一、 中断请求

中断请求是中断源（或者通过接口电路）向CPU发出请求中断的信号。

一般单片机提供有多条中断请求线，当中断源有服务要求时，可通过中断请求线，向CPU发出信号，请求CPU中断。

中断请求信号可以是电平信号，也可以是脉冲信号。应该一直保持到CPU做出反应。

二、 中断响应

中断响应是在满足CPU的中断响应条件之后，CPU对中断源中断请求的回答。

1．CPU的中断响应条件

(1) 有中断源发出中断申请；

(2) 中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请中断；

(3) 申请中断的中断源的中断允许位为1，即此中断源可以向CPU申请中断。

• 有下列任何一种情况存在，中断响应都会受到阻断：

  • CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序；

  • 当前的机器周期不是正在执行的指令的最后一个周期，即正在执行的指令完成前，任何中断请求都得不到响应；

  • 正在执行的指令是返回(RETI)指令或者对专用寄存器IE、IP进行读／写的指令，此时，在执行RETI或者读写IE或IP之后，不会马上响应中断请求。

由于存在中断阻断的情况而未被及时响应，待上述封锁中断的条件被撤消之后，由于中断标志还存在，仍会响应。

2．中断响应过程

单片机响应中断时，先置位相应的优先级状态触发器（该触发器指示CPU开始处理的中断的优先级别，它为1屏蔽所有同级中断 ），然后执行一条硬件子程序调用，使程序转移到相应的入口:清零中断请求标志（RI、TI除外），由硬件将PC当前值压栈（不保护PSW），将中断服务程序入口地址送PC。

MCS-51中断入口地址和中断输入引脚是一一对应的，从哪个中断输入引脚进入的中断请求，它的中断服务程序入口地址一定是某个固定值。如从INT0（P3.2）引脚进入的中断请求，转向的中断入口地址是0003H单元。

三、中断处理

中断处理(又称中断服务)程序从入口地址开始执行，直到返回指令“RETI”为止，这个过程称为中断处理。

一般包括保护现场和处理中断源的请求及恢复现场三部分内容。

一般累加器、PSW寄存器和一些其它寄存器需要保护。

四、 中断返回

中断返回是指执行完中断服务程序后，程序返回到断点，继续执行原来的程序。

中断返回由专门的中断返回指令“RETI”实现。

CPU执行RETI指令后，先清零响应中断时置位的优先级状态触发器，然后从堆栈中弹出两个字节到PC，CPU从原来中断处重新执行被中断的程序。

各中断源入口地址间只有几个字节，无法放下中断服务程序，一般在这几个字节中放一条转移指令。

五、中断响应时间

不同的情况对中断响应的时间不同：

• 最短的响应时间，需要3个机器周期。

• 如果遇到中断受阻的情况，响应时间会更 长一些。

• 如果有两个以上中断源同时申请中断，则响应时间将更长。

六、 中断请求的撤除

CPU响应某中断请求后，在中断返回前，应撤消该中断请求。

• 定时器0或1溢出中断，CPU在响应中断后，中断请求自动撤除。

• 边沿激活的外部中断，CPU在响应中断后，硬件自动清除有关的中断请求 。

• 串行口中断，CPU响应中断后，靠软件来清除相应的标志。

电平激活的外部中断撤除方法较复杂。