6．1 输入/输出 6．2 CPU与外设数据传送方式 6. 3 MCS-51中断系统 6. 4 中断应用举例

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1 6．1 输入/输出 6．2 CPU与外设数据传送方式 6. 3 MCS-51中断系统 6. 4 中断应用举例
2019/2/19 第六章 输入/输出和中断 6．1 输入/输出 6．2 CPU与外设数据传送方式 MCS-51中断系统 6. 4 中断应用举例

2 2019/2/19 6．1 输入/输出 查询方式 直接传送方式

3 6．2 CPU与外设数据传送方式 一、直接传送方式(无条件) 也称无条件传送方式，例： 驱动指示灯、继电器、启动电机等

4 二、查询方式 送数据或发命令前先检查设备状态 初始化 Busy? 输出数据 结束? 例：打印机的“忙”状态 1）输出：P1(8位), 接打印机数据口 2）输入：P3.1(1位), 接打印机的“忙”信号 低电平表示状态“忙” SETB P3.1 Busy: JNB P3.1, Busy … MOV P1, A DJNZ Rn, Busy 有什么办法可以提高CPU效率?

5 三、中断传送方式 有直接、查询、中断、DMA等传送方式。 查寻方式 中断方式 CPU不主动查询外设，只执行自己的程序，当外设准备好需要传送数据时，主动提出申请，(突发的)，若CPU准于请求，(响应)，放下正在执行的程序，去传送外设的数据。见下页图

6 查询 中断 仿真

7 中断有硬件中断和软件中断，仅讨论硬件中断。
中断的特点：外设主动提出申请，突发性，软硬件共同完成。 中断的好处： 1、CPU分时操作（与多个外设并行工作，多任务） 2、实现实时处理 3、故障处理和调试程序 外设 CPU 温度 压力 断电 CPU 处理 机器如何实现中断？ 中断是软硬件共同组成的系统。

8 外设向CPU发出的“中断申请信号”称“中断请求”。
1、中断请求 外设向CPU发出的“中断申请信号”称“中断请求”。 2、中断源 引起中断的原因，或能发出中断申请的源，称为“中断源”。通常中断源有： （1）一般的输入输出设备，如键盘，打印机等。 （2）数据通道，如磁盘，磁带等。 请求 CPU 外设 键盘 打印机 磁盘 掉电 定时器 （3）定时器。 （4）故障源，如电源掉电。 （5）为调试程序而设的中断，如单步、断点设置等。

9 中断源提出申请 → CPU决定是否响应 → 若响应转去中断处理 → 完成后返回原中断处。
4、中断系统的功能 （1）响应中断及返回 主程序 （2）能实现优先权排队 中断请求 中断请求 RETI （3）能实现中断嵌套 RETI 5、中断及响应的过程 中断源提出申请 → CPU决定是否响应 → 若响应转去中断处理 → 完成后返回原中断处。

10 6、CPU响应中断的条件 （1）有中断请求 （2）中断请求没有被屏蔽 （3）中断是开放的或者是允许的 （4）在现行指令结束后才响应中断 7、中断响应及中断期间应做的工作 （1）关中断（硬件自动实现） （2）保留断点（硬件自动实现） （3）保护现场（软件完成） （4）给出中断，入口转入相应的中断服务程序（硬件自动完成） （5）恢复现场 （6）开中断与返回（由RETI指令实现）

11 RETI与RET的异同点？ ①相同： 匀执行恢复断点操作，即从堆栈中弹出断点给PC。 ②不同：RETI将清“0”响应时所置的优先级触发器，RET没有该功能。 中断与子程序调用的区别？

12 6.3 MCS-51 中断系统 MCS-51允许5个中断请求源，提供二个中断优先级，可实现二级中断服务程序嵌套。
外部中断0 中断允许 定时器0 外部中断1 定时器1 串行口中断 总允许 与中断系统相关的特殊功能寄存器有： 中断源寄存器：TCON（88H），SCON（98H） 中断允许控制寄存器IE（A8H） 中断优先级控制寄存器IP（B8H）

13 1、TCON（Timer Control）定时器/计数器的控制寄存器，锁存外部中断请求标志。
一、中断请求源 1、TCON（Timer Control）定时器/计数器的控制寄存器，锁存外部中断请求标志。 (1)IT0、IT1 (interrupt trigger mode)外部中断请求触发方式 ①ITi=0 为低电平触发方式； ITi=0 ITi=1 INT0 INT1 ②ITi=1 为边沿触发方式； ③ ITi 可由软件置“1”或清“0”。 （2）IE0、IE1(external interrupt flag) 外部中断标志，当有外部中断请求时，置“1”该位 ①当ITi=0 时，若INTi=0，则置“1”IEi，否则清“0” IEi； ②当ITi=1 时，若INTi= 置“1”Iei； ③ IEi=1表示外部正在向CPU申请中断，CPU响应中断后自动清IEi

14 (3) TF0、TF1（Timer overflow interrupt flag)定时器溢出中断标志
当定时器/计数器最高位进位时，置“1”TFi表示正在向CPU申请中断，CPU响应中断后，自动清“0” TFi。 二、中断控制 1、IE（Interrupt Enable）中断允许寄存器：控制中断是开放还是屏蔽的。 （1）EA(Enable All)总中断允许标志 （2）ES(Enable Series)串行口允许标志 （3）ET0、ET1(Enable Timer)定时器/计数器溢出中断标志 （4） EX0、EX1(Enable eXternal)外部中断允许标志 上述中：“1”表示允许中断，“0”表示屏蔽中断。

15 2、IP（Interrupt priority） 中断优先权控制寄存器（B8H）
（1）PS：串行口中断优先级控制位 （2）PT0、PT1：定时器/计数器中断优先级控制位 （3）PX0、PX1：外部中断优先级控制位 上述中：“1”表示高优先级，“0”表示低优先级。

16 三、中断响应过程 每个周期S6→对中断源进行采样→在下一个周期按优先级顺序依次查询→如果某个中断标志在上一个周期S6已被置“1” →CPU执行硬件LCALL转向相应中断的特定单元，进入中断服务程序，但是如果遇上下列条件之一，硬件将受阻: （1）正在执行同级或高级中断服务程序。 （2）当前的查询周期不是执行指令的最后一个机器周期。 （3）正在执行RETI或任何仿问IE或IP的指令。 CPU响应中断时先置“1”相应的优先级触发器，然后执行硬件LCALL（压栈与转移），同时清“0”中断请求标志（TI、RI除外）。

17 中断服务程序入口： IE H~000AH IT0 000BH~0012H IE H~001AH IT1 001BH~0022H IS 0023H~002AH 在中断服务程序的最后，须放一条指令RETI，该指令清“0”响应时所置的优先级触发器（RET没有此操作），然后返回。 举例：

18 ORG 0100H ORG 0003H LJMP INTP ORG 0040H CLR P1.0 CLR IT0 ；低电平触发
SETB PX ；高优先级 SETB EA ；开总中断 SETB EX ；开INT0中断 ORG 0100H INTP：JB F0, FS CLR P1.0 ；F0=0,关水 CPL F0 RETI FS: SETB P1.0 ；F0=1,放水 主程序

19 简单I/O实验（实验四）（交通灯控制） 系统晶振是 MHz ORG H LJMP START ORG H START: MOV SP,#60H LCALL STATUS ;初始状态(都是红灯) CIRCLE: LCALL STATUS ;南北绿灯,东西红灯 LCALL STATUS ;南北绿灯闪转黄灯,东 LCALL STATUS ;南北红灯,东西绿灯 LCALL STATUS ;南北红灯,东西绿灯 LJMP CIRCLE STATUS0: ;南北红灯,东西红灯 MOV DPTR,#8300H MOV A,#0FH MOVX @DPTR,A MOV R2,# ;延时1秒

20 LCALL DELAY RET STATUS1: ;南北绿灯,东西红灯 MOV DPTR,#08300H MOV A,#96H ;南北绿灯,东西红灯 MOVX @DPTR,A MOV R2,# ;延时20秒 STATUS2: ;南北绿灯闪转黄灯, MOV DPTR,#8300H MOV R3,#03H ;绿灯闪3次 FLASH: MOV A,#9FH MOV R2,#03H MOV A,#96H

21 MOV R2,#03H LCALL DELAY DJNZ R3,FLASH MOV A,#06H ;南北黄灯,东西红灯 MOVX @DPTR,A MOV R2,# ;延时1秒 RET STATUS3: ;南北红灯,东西绿灯 MOV DPTR,#8300H MOV A,#69H MOV R2,# ;延时20秒 STATUS4: ;南北红灯,东西绿灯 MOV R3,#03H ;绿灯闪3次

22 FLASH1: MOV A,#6FH MOVX @DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY MOV A,#69H DJNZ R3,FLASH1 MOV A,#09H ;南北红灯,东西黄灯 MOV R2,# ;延时1秒 NOP RET DELAY: ;延时子程序 PUSH 2 PUSH 1

23 PUSH 0 DELAY1: MOV 1,#00H DELAY2: MOV 0,#0B2H DJNZ 0,$ DJNZ 1,DELAY ;延时 100 mS DJNZ 2,DELAY1 POP 0 POP 1 POP 2 RET END

24 举例： 外部中断实验（实验五）（急救车与交通灯） 系统晶振是 MHz ORG H LJMP START ORG H ;INT 0 中断入口地址 LJMP INT0 ORG H START: MOV SP,#60H SETB EX ;INT 0 中断有效 SETB IT0 SETB EA LCALL STATUS ;初始状态(都是红灯) CIRCLE: LCALL STATUS ;南北绿灯,东西红灯 LCALL STATUS ;南北绿灯闪转黄灯,东 LCALL STATUS ;南北红灯,东西绿灯 LCALL STATUS ;南北红灯,东西绿灯闪

25 LJMP CIRCLE INT0: PUSH PSW ;保护现场 PUSH 2 PUSH ACC MOV DPTR,#8300H MOV A,#0FH ;南北,东西都亮红灯 MOVX @DPTR,A MOV R2,# ;延时10秒 LCALL DELAY POP ACC ;恢复现场 POP 2 POP PSW RETI STATUS0: ;南北红灯,东西红灯 MOV A,#0FH

26 MOVX @DPTR,A MOV R2,# ;延时1秒 LCALL DELAY RET STATUS1: ;南北绿灯,东西红灯 MOV DPTR,#8300H MOV A,#96H ;南北绿灯,东西红灯 MOV R2,# ;延时20秒 STATUS2: ;南北绿灯闪转黄灯,东 MOV R3,#03H ;绿灯闪3次 FLASH: MOV A,#9FH MOV R2,#03H

27 MOV A,#96H MOVX @DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY DJNZ R3,FLASH MOV A,#06H ;南北黄灯,东西红灯 MOV R2,# ;延时1秒 RET STATUS3: ;南北红灯,东西绿灯 MOV DPTR,#8300H MOV A,#69H MOV R2,# ;延时20秒 STATUS4: ;南北红灯,东西绿灯

28 MOV DPTR,#8300H MOV R3,#03H ;绿灯闪3次 FLASH1: MOV A,#6FH MOVX @DPTR,A MOV R2,#03H LCALL DELAY MOV A,#69H DJNZ R3,FLASH1 MOV A,#09H ;南北红灯,东西黄灯 MOV R2,# ;延时1秒 NOP RET

29 DELAY: ;延时子程序 PUSH 2 PUSH 1 PUSH 0 DELAY1: MOV 1,#00H DELAY2: MOV 0,#0B2H DJNZ 0,$ DJNZ 1,DELAY ;延时 100 mS DJNZ 2,DELAY1 POP 0 POP 1 POP 2 RET END

30 练习题 P112-1 ORG 100H INBUF EQU 30H OUTBUF EQU 1000H MOV R0, #INBUF
MOV DPTR, #OUTBUF MOV R7, #10H LOOP: CLR C MOV SUBB A, #0DH JZ END1 A INC R0 INC R1 DJNZ R7, LOOP END1: RET END

31 P112-3 ORG 100H MOV R7, #08H MOV B, R7 MOV DPTR, #TABLE LOOP: CLR A
MOV R0, A MOVC ADD A, R0 INC DPTR DJNZ R7, LOOP DIV AB RET TABLE: DB 00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H END

32 P112-7 ORG 100H MOV DPTR, #TABLE MOV R7, #0AH LOOP: MOVX A, @DPTR
SETB ACC.7 A INC DPTR DJNZ R7, LOOP RET TABLE: DB 00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H

33 P112-13 ORG 100H DATA1 EQU 30H MOV R0, #DATA1 MOV A, @R0 CPL A
ADD A, 1 A INC R0 ADDC A, 0 RET END

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