单片机中断系统（51为例）

单片机中断系统概述：

中断是指单片机的CPU在执行程序过程中，外部有一些事件变化，如数据采集结束，电平变化，定时器/计数器溢出等，要求CPU立即处理，这时CPU暂时停止当前的执行程序，转去处理中断请求，处理后，再回到原来所执行程序的地址继续执行原来的程序，这个过程称为中断。
如图：

当CPU正在处理一个中断请求的时候，外部又发生了一个优先级比它高的中断事件，请求CPU及时处理。于是，CPU暂时中断当前的中断服务工作，转而处理所发生的事件。处理完毕，再回到原来被中断的地方，继续原来的中断处理工作。这样的过程，称为中断嵌套，这样的中断系统称为多级中断系统。
如图：

发出中断请求信号的设备称为中断源。中断源是引起中断的原因，不同的机器中断源也有所不同，一般中断源包括：外部设备，键盘，打印机，内部定时器、故障源以及根据某种需要人为设置的中断源。
要求中断处理发出的标志信号称为中断请求。
中断后转向执行的程序叫做中断服务或中断处理程序。原来的程序称为主程序，主程序被断开的地址称为断点。
实现中断功能的硬件系统和软件系统统称为中断系统。

作用：
中断系统在计算机应用系统中起着十分重要的作用，是计算机的重要组成部分，中断的使用消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率，改善了计算机的性能。
典型的80C51单片机是一个多中断源的单片机，其片内的中断系统主要用于实时控制，使单片机能及时响应和处理单片机外设或其内部所提出的中断要求。

51系列单片机中断源：

MCS-51中断系统包括5个中断请求源，4个用于中断控制和管理的可编程和位寻址的特殊功能寄存器，即中断请求标志寄存TCON、SCON，中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP。MCS-51中断系统提供两个中断优先级，可实现二级中断嵌套，并且每一个中断源可编程为开放或屏蔽。
重点：
51子系列中有五个中断源（52子系列为6个），分为三类，即外部中断，定时器/计数器中断，串行口中断：

1、外部中断0请求，中断请求信号方式为低电平或脉冲下降沿有效。由P3.2引脚输入。
2、外部中断1请求，中断请求信号方式为低电平或脉冲下降沿有效。由P3.3引脚输入。
3 、T0：定时器/计数器0溢出（信号作为）中断请求，当CPU响应该中断时由硬件清零。外部计数脉冲由P3.4引脚输入。
4、T1：定时器/计数器1溢出（信号作为）中断请求，当CPU响应该中断时由硬件清零。外部计数脉冲由P3.5引脚输入。
5、TX/RX：串行中断请求。当串行口完成一帧发送或接收时，由内部的硬件自动置位中断请求标志TI或RI，请求中断。注意RI、TI必须由用户软件清零复位，由P3.0，P3.1引脚输入。

51系列单片机中断请求标志寄存器
1.定时器/计数器控制寄存器TCON
TCON为定时器/计数器的控制寄存器，它同时也锁存T0、T1溢出中断源标志、外部中断请求标志，与这些中断请求源相关的位含义如表所示。

IT0(TCON.0)：选择外部中断请求0为边沿触发或电平触发方式的控制位。IT0=0，电平触发方式，低电平有效；IT0=1，边沿触发方式，电平负跳变有效（正跳变和负跳变就是上升沿和下降沿）。IT0可由软件置“1”或清“0”。

IE0(TCON.1)：外部中断0的中断申请标志。当IT0=0时，每个机器周期的S5P2采样INT0，若INT0为低电平，则IE0置“1”。当IT0=1，若采样到电平由高变低，则IE0置“1”。IE0为1表示外部中断0正在向CPU申请中断。当CPU响应该中断，转向中断服务程序时，由硬件使IE0清“0” 。

IT1(TCON.2)：选择外部中断请求1为边沿触发方式或电平触发方式的控制位，其作用和IT0类似。

IE1(TCON.3)：外部中断1的中断申请标志。其意义和IE0相同
TF0(TCON.5)：MCS-51片内定时器/计数器0溢出中断申请标志。当启动T0计数后，定时器/计数器0从初始值开始1计数，当最高位产生溢出时，由硬件使TF0置“1”，向CPU申请中断，CPU 响应TF0中断时，TF0会自动清“0”。

TF1(TCON.7)：MCS-51片内定时器/计数器1溢出中断申请标志，功能和TF0类似。
当MCS-51系统复位后，TCON各位被清0。

2.串行口控制寄存器SCON
SCON为串行口控制寄存器，SCON的低二位，锁存串行口的接收中断和发送中断标志，其格式如表所示。

TI（SCON.1）：串行口的发送中断标志。当串行发送数据结束，发送停止位开始时，由内部硬件自动使TI置“1”，向CPU申请中断。向串行口的数据缓冲器SBUF写入一个数据后，就立即启动发送器继续发送。CPU响应发生器中断请求，转向执行中断服务程序时，并不清零TI，TI须由用户的中断服务程序清“0”，以便下次继续发送；

RI（SCON.0）：串行口的接收中断标志。当串行接收数据结束，接收到停止位的中间时，由内部硬件自动使RI置“1”，向CPU申请中断。同样RI必须由用户的中断服务程序清“0”，以便下次接收。

注：一般情况，以上五个中断源的中断请求标志是由中断机构硬件电路自动置位的，但也可以人为通过指令（SETB BIT），对TCON和SCON的中断标志位置位，即“软件代请中断”，这是单片机中断系统的一大特点。

3. 中断允许寄存器IE
MCS-51单片机对中断的开放或屏蔽，是由片内的中断允许寄存器IE控制的。IE的格式表所示。

IE寄存器各位功能（“0”—禁止中断，“1”—允许中断）：
EA（IE.7）：CPU的中断开放/禁止总控制位。EA=0时，禁止所有中断；EA=1时，开放中断，但每个中断还受各自的控制位控制。

ES（IE.4）允许或禁止串行口中断。ES=0时，禁止中断；ES=1时，允许中断。

ET1（IE.3）：允许或禁止定时/计数器1溢出中断。ET1=0时，禁止中断；EX1=1时，允许中断。

EX1（IE.2）：允许或禁止外部中断1中断。EX1=0时，禁止中断；EX1=1时，允许中断。

ET0（IE.1）：允许或禁止定时器/计数器0溢出中断。ET0=0时，禁止中断，ET0=1时允许中断。

EX0（IE.0）：允许或禁止外部中断0中断。EX0=0时，禁止中断；EX0=1时，允许中断。
当MCS-51系统复位后，IE各位均被清0，所有中断被禁止。

4.中断优先级寄存器IP
MCS-51单片机设有两级优先级，高优先级中断和低优先级中断。如果CPU正在处理的是低级的中断请求，那么高级的中断请求可以使CPU暂停处理低级中断请求的中断服务程序，转而处理高级中断请求的中断服务程序，待处理完高级中断请求的中断服务程序后，再返回原低级中断请求的中断服务程序，这种情况称为中断嵌套。具有中断嵌套的系统称为多级中断系统，没有中断嵌套的系统称为单级中断系统。
中断源的中断优先级分别由中断控制寄存器IP的各位来设定。IP的格式如表所示。

IP 寄存器各位功能（ “0”—低优先级，“1”—高优先级）：
PS（IP.4）：串行口中断优先级控制位。PS=1，为高优先级中断，PS=0，为低优先级中断。

PT1（IP.3）：定时/计数器T1中断优先级控制位。PT1=1，高优先级中断，PT1=0，低优先级中断。

PX1（IP.2）：外部中断1中断优先级控制位。PX1=1，高优先级中断，PX1=0，低优先级中断。

PT0（IP.1）：定时器/计数器T0中断优先级控制位。PT0=1，高优先级中断，PT1=0，低优先级中断。

PX0（IP.0）：外部中断0中断优先级控制位。PX0=1，高优先级中断，PX0=0，低优先级中断。
注意：
中断申请源的中断优先级的高低，由中断优先级控制寄存器IP的各位控制，IP的各位由用户用指令来设定。
复位操作后，IP= ××00000B，即各中断源均设为低优先级中断

中断查询顺序，优先问题：
若CPU正在对某一个中断服务。则级别低的或同级中断申请不能打断正在进行的服务。而级别高的中断申请则能中止正在进行的服务，使CPU转去更高级的中断服务。若多个中断源同时申请中断，则级别高的优先级先服务。若同时收到几个同一级别的中断请求时，中断服务取决于系统内部辅助优先顺序。在每个优先级内，存在着一个辅助优先级，其优先顺序如表所示。

综上所述，中断系统的使用规则：

低优先级中断可以被高级中断系统中断，反之不能；
当多个中断源同时发出申请时，级别高的优先级先服务，先按高低优先级区分，再按辅助优先级区分。

最后补充一个中断函数：
在C51中，中断服务程序即定义的中断函数。当中断事件发生后，对应的中断函数被自动调用，中断函数既没有参数，也没有返回值。

//中断服务函数的一般形式为：函数类型   函数名（）  interrupt  n using  n
//例如，外中断2的中断服务函数如下：void  int1( )  interrupt 2 using 1/*中断号n=2，选择1区工作寄存器区（通常省略不写,否则仿真软件可能仿真失败）*/