第6章 中断功能的使用与编程

6.1 中断的基本概念与处理过程

6.1.1 什么是中断

在生活中经常会遇到这样的情况：正在书房看书时，突然客厅的电话响了，人们往往会停止看书，转而去接电话，接完电话后又回书房接着看书。这种停止当前工作，转而去做其他工作，做完后又返回来做先前工作的现象称为中断。

单片机也有类似的中断现象，当单片机正在执行某程序时，如果突然出现意外情况，就需要停止当前正在执行的程序，转而去执行处理意外情况的程序（又称中断子程序），处理完后又接着执行原来的程序。

6.1.2 中断的基本概念

1.中断源

要让单片机的CPU中断当前正在执行的程序转而去执行中断子程序，需要向CPU发出中断请求信号。让CPU产生中断的信号源称为中断源（又称中断请求源）。

8051单片机有5个中断源，分别是2个外部中断源、2个定时器/计数器中断源和1个串行通信接口中断源。如果这些中断源向CPU发出中断请求信号，CPU就会产生中断，停止执行当前的程序，转而去执行相应的中断子程序（又称中断服务程序），执行完后又返回来执行原来的程序。

2.中断的优先级别

单片机的CPU在工作时，如果一个中断源向它发出中断请求信号，它就会产生中断，如果同时有两个或两个以上的中断源同时发出中断请求信号，CPU会怎么办呢？CPU会先响应优先级别高的中断源的请求，然后再响应优先级别低的中断源的请求。8051单片机中5个中断源的优先级别顺序见表6-1。

6.1.3 中断的处理过程

在前面的例子中，当正在看书时，电话铃响了，这里的电话就是中断源，它发出的铃声就是中断请求信号。在处理这个中断时，可采取这样的做法：记住书中刚看完的页码（记住某行可能比较困难），然后再去客厅接电话，接完电话后，返回到书房阅读已看完页码的下一页内容。

单片机处理中断的过程与上述情况类似，具体过程如下：

1）响应中断请求。当CPU正在执行主程序时，如果接收到中断源发出的中断请求信号，就会响应中断请求，停止主程序，准备执行相应的中断子程序。

2）保护断点。为了在执行完中断子程序后能返回主程序，在准备执行中断子程序前，CPU会将主程序中已执行的最后一条指令的下一条指令地址（又称断点地址）保存到RAM的堆栈中。

3）寻找中断入口地址。保护好断点后，CPU开始寻找中断入口地址（又称矢量地址），中断入口地址存放着相应的中断子程序，不同的中断源对应着不同的中断入口地址。8051单片机5个中断源对应的中断入口地址见表6-1。

4）执行中断子程序。CPU寻找到中断入口地址后，就开始执行中断入口地址处的中断子程序。由于几个中断入口地址之间只有8个单元空间（见表6-1，如0003H～000BH相隔8个单元），较小的中断子程序（程序只有一两条指令）可以写在这里，较大的中断子程序无法写入，通常的做法是将中断子程序写在其他位置，而在中断入口地址单元只写一条跳转指令，执行该指令时马上跳转到写在其他位置的中断子程序。

5）中断返回。执行完中断子程序后，就会返回到主程序，返回的方法是从RAM的堆栈中取出之前保存的断点地址，然后执行该地址处的主程序，从而返回到主程序。