6.1中断系统6.2定时/计数器6.1MCS-51单片机的中断系统大体说来,采用中断系统改善了计算机的性能,主要表现在以下几个方面：(1)有效地解决了快速CPU与慢速外设之间的矛盾,可使CPU与外设并行工作,大大提高了工作效率。(2)可以及时处理控制系统中许多随机产生的参数与信息,即计算机具有实时处理的能力,从而提高了控制系统的性能。(3)使系统具备了处理故障的能力,提高了系统自身的可靠性。6.1.2中断源所谓中断源就是引起中断的事件,亦即是什么部件要求中断。对于各种计算机来说,其中断源的允许数目是不一样的,例如Z80允许128个中断源(不包括非屏蔽中断),而8086/8088则允许256个中断源。MCS-51单片机相对来说较为简单,只提供了5个中断源：2个外部中断请求和个片内定时器/计数器T0和T1的溢出中断请求TF0和TF1及串行口中断请求TI或RI(合为一个中断源)。MCS-51单片机5个中断源的中断请求信号分别锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON中：(1)TCON为定时/计数器控制寄存器,字节地址为88H,其中锁存的中断源请求标志如下表所示。SCON锁存的中断源6.1.3中断的优先级如果正在执行主程序时只有1个中断源请求中断,而这时CPU又是对中断开放的,那么这个中断立即得到响应。然而由于中断是随机产生的,中断源一般又不止1个,因此往往会出现这样的情况：几个中断源同时请求中断;或者当某一个中断正在响应中(即正在执行该中断源的中断服务程序),又有其它的中断源请求中断,这时中断系统应如何处理呢?在一般情况下，首先把各个中断源分成若干个优先级,然后再按如下原则进行处理：(1)不同级的中断源同时申请中断时——先高后低；(2)同级的中断源同时申请中断时——事先规定；(3)处理低级中断又收到高级中断请求时——停低转高；(4)处理高级中断又收到低级中断请求时——高不理低。MCS-51单片机的中断系统对优先级的控制比较简单,只规定了两个中断优先级,对于每一个中断源均可编程为高优先级中断或低优先级中断。在同1个优先级中,对5个中断源的优先次序安排如下：外部中断0(IE0)定时器/计数器T0溢出中断(TF0)外部中断1(IE1)定时器/计数器T1溢出中断(TF1)串行口中断(RI+TI)MCS-51单片机中有1个中断优先级寄存器IP,字节地址为B8H。对于每1个中断源,均可通过对IP的设置来确定其优先等级,置1为高优先级,清0为低优先级。IP寄存器的格式如下表所示。中断优先级寄存器IP的格式其中：PX0：外部中断0优先级控制位。PT0：定时器0中断优先级控制位。PX1：外部中断1优先级控制位。PT1：定时器1中断优先级控制位。PS：串行口中断优先级控制位。上面优先级控制位规定1为高优先级,0为低优先级。6.1.4中断响应的条件、过程与时间1.中断响应的条件单片机响应中断的条件为中断源有请求(中断允许寄存器IE相应位置1),且CPU开中断(即EA=1)。这样,在每个机器周期S5P2,单片机对所有中断源都进行顺序检测,并可在任1个周期的S6期间,找到所有有效的中断请求,还对其优先级进行排队。但是，必须满足下列条件：(1)无同级或高级中断正在服务;(2)当前指令执行到最后1个机器周期;(3)若现行指令为RETI或需访问特殊功能寄存器IE或IP的指令时,执行完该指令且紧随其后的另1条指令也已执行完。单片机便在紧接着的下1个机器周期的S1期间响应中断。否则,将丢弃中断查询的结果。2.中断响应过程单片机一旦响应中断,首先对相应的优先级有效触发器置位。然后执行1条由硬件产生的子程序调用指令,把断点地址压入堆栈,再把与各中断源对应的中断服务程序的入口地址送入程序计数器PC,同时清除中断请求标志(串行口中断和外部电平触发中断除外),从而程序便转移到中断服务程序。以上过程均由中断系统自动完成。各中断源所对应的中断服务程序的入口地址如下：中断源入口地址外部中断0003H定时器T0中断000BH外部中断0013H定时器T1中断001BH串行口中断0023HCPU从上面相应的地址开始执行中断服务程序直到遇到1条RETI指令为止。RETI指令表示中断服务程序的结束。CPU执行该指令,一方面清除中断响应时所置位的优先级有效触发器;另一方面从堆栈栈顶弹出断点地址送入程序计数器PC,从而返回主程序。若用户在中断服务程序的开始安排了保护现场指令(一般均为相应寄存器内容入栈或更换工作寄存器区),则在RETI指令前应有恢复现场指令(相应寄存器内容出栈或换回原工作寄存器区)。3.中断响应时间所谓中断响应时间是指从查询中断请求标志位到转入中断服务程序入口地址所需的机器周期数