MCS-51與中斷有關(guān)的寄存器、中斷入口地址及編號詳解

MCS-51單片機(jī)是一種集成的電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。本文主要詳解MCS-51與中斷有關(guān)的寄存器、中斷入口地址及編號，具體的跟隨小編一起來了解一下。

MCS-51單片機(jī)引腳圖及功能

1、電源

Vcc：芯片電源，一般為+5V；

Vss：接地端。

2、時(shí)鐘

XTAL1和XTAL2：晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。當(dāng)使用內(nèi)部振蕩電路時(shí)，需要外接晶振，常見有的4M、6M、11.0592M、12M等。當(dāng)使用外部振蕩輸入時(shí)XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩脈沖輸入。

3、控制線

MCS-51單片機(jī)的控制線共有4根，其中3根是復(fù)用線，具有兩種功能。

（1）ALE/PROG：地址鎖存允許/編程脈沖。

ALE：正常使用時(shí)為ALE功能，主要用來鎖存P0口送出的8位地址。P0口一般分時(shí)傳送低8位地址和數(shù)據(jù)信號，且均為二進(jìn)制數(shù)。區(qū)分是否是低8位數(shù)據(jù)信號還是地址信號就看ALE引腳。當(dāng)ALE信號有效時(shí)，P0口傳送的是低8位地址信號；當(dāng)ALE無效時(shí)，P0口傳送的是8位數(shù)據(jù)信號。一般在ALE引腳的下降沿鎖定P0口傳送的內(nèi)容，即低8位地址信號。

當(dāng)CPU不執(zhí)行訪問外部RAM指令（MOVX）時(shí)，ALE以時(shí)鐘振蕩頻率1/6的固定頻率輸出，所以ALE信號也可以作為外部芯片的時(shí)鐘信號。但當(dāng)CPU執(zhí)行訪問外部RAM（MOVX）時(shí)，ALE將跳過一個(gè)ALE脈沖。

PROG：當(dāng)單片機(jī)在編程期間，該引腳輸入編程脈沖（由編程器提供）。

（2）PSEN：外部ROM讀選通信號。

當(dāng)單片機(jī)讀外部ROM時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)PSEN兩次有效輸出。PSEN就相當(dāng)于外部ROM芯片輸出允許的選通信號。但讀片內(nèi)ROM和讀片外RAM時(shí)無效。

（3）RST：復(fù)位引腳。

RST為單片機(jī)上電復(fù)位輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，單片機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后程序從0000H處開始執(zhí)行。在一般應(yīng)用中可以用RC電路來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的上電復(fù)位，在一些工業(yè)控制等要求較高的場合一般用專用的看門狗芯片進(jìn)行復(fù)位及電源監(jiān)控，典型的RC上電復(fù)位電路如圖所示：

（4）EA/VPP：內(nèi)外ROM選擇/EPROM編程電源。

EA：正常工作時(shí)，EA為內(nèi)外ROM選擇端。MCS-51型單片機(jī)的尋址范圍為64KB，其中4K在片內(nèi)，60K在片外，當(dāng)EA為高電平時(shí)，先訪問片內(nèi)ROM，當(dāng)程序長度超過4K時(shí)將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部ROM中的程序。當(dāng)EA為低電平時(shí)單片機(jī)只訪問外部ROM，對老的8031單片機(jī)（因片內(nèi)沒有ROM），EA必須接地。目前的大部分單片機(jī)都自帶ROM，所以一般應(yīng)用中也將EA接高電平。

VPP：對于有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)，在片內(nèi)EPROM編程期間，此引腳用于施加編程電源。

4、I/O引腳

MCS-51單片機(jī)共有4個(gè)8位并行I/O端口，共32個(gè)可編程I/O引腳。四個(gè)I/O口各有各的功能，在一般情況下，P0專用于分時(shí)傳送低8位地址信號和8位數(shù)據(jù)信號，P2口專用于傳送高8位地址信號，P3口大部分時(shí)間用于第二功能。當(dāng)然所有I/O口都可以做為普通的輸入/輸出端口用。

MCS-51與中斷有關(guān)的寄存器、中斷入口地址及編號

一、中斷入口地址及編號

MCS-51在每一個(gè)機(jī)器周期順序檢查每一個(gè)中斷源，在機(jī)器周期的S6按優(yōu)先級處理所有被激活的中斷請求，此時(shí)，如果CPU沒有正在處理更高或相同優(yōu)先級的中斷，或者現(xiàn)在的機(jī)器周期不是所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期，或者CPU不是正在執(zhí)行RETI指令或訪問IE和IP的指令（因?yàn)榘碝CS-51中斷系統(tǒng)的特性規(guī)定，在執(zhí)行完這些指令之后，還要在繼續(xù)執(zhí)行一條指令，才會響應(yīng)中斷），CPU在下一個(gè)機(jī)器周期響應(yīng)激活了的最高級中斷請求。

中斷響應(yīng)的主要內(nèi)容就是由硬件自動生成一條長調(diào)用LCALL addr16指令，這里的addr16就是程序存儲器中相應(yīng)的中斷區(qū)入口地址，這些中斷源的服務(wù)程序入口地址如下：

生成LCALL指令后，CPU緊跟著便執(zhí)行之。首先將PC（程序計(jì)數(shù)器）的內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)斷點(diǎn)，然后把中斷入口地址賦予PC，CPU便按新的PC地址（即中斷服務(wù)程序入口地址）執(zhí)行程序。

值得一提的是，各中斷區(qū)只有8個(gè)單元，一般情況下（除非中斷程序非常簡單），都不可能安裝下一個(gè)完整的中斷服務(wù)程序。因此，通常是在這些入口地址區(qū)放置一條無條件轉(zhuǎn)移指令，使程序按轉(zhuǎn)移的實(shí)際地址去執(zhí)行真正的中斷服務(wù)程序。

對于匯編，中斷函數(shù)的一般形式為：

對于C語言，中斷函數(shù)的一般形式為：

二、與中斷有關(guān)的寄存器

1、定時(shí)器控制寄存器TCON

IE1：外部邊沿觸發(fā)中斷1請求標(biāo)志，其功能和操作類似于TF0。

IT1：外部中斷1類型控制位，通過軟件設(shè)置或清除，用于控制外中斷的觸發(fā)信號類型。IT1=1，邊沿觸發(fā)。IT=0是電平觸發(fā)。

IE0：外部邊沿觸發(fā)中斷0請求標(biāo)志，其功能和操作類似于IE1。

IT0：外部中斷0類型控制位，通過軟件設(shè)置或清除，用于控制外中斷的觸發(fā)信號類型。其功能和操作類似于IE1。

2、 中斷允許寄存器IE

EA：中斷總控制位，EA=1，CPU開放中斷。EA=0，CPU禁止所有中斷。

ES：串行口中斷控制位，ES=1允許串行口中斷，ES=0，屏蔽串行口中斷。

ET1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1中斷控制位。ET1=1，允許T1中斷，ET1=0，禁止T1中斷。

EX1：外中斷1中斷控制位，EX1=1，允許外中斷1中斷，EX1=0，禁止外中斷1中斷。

ET0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷控制位。ET1=1，允許T0中斷，ET1=0，禁止T0中斷。

EX0：外中斷0中斷控制位，EX1=1，允許外中斷0中斷，EX1=0，禁止外中斷0中斷。

3、中斷優(yōu)選級控制寄存器IP

PS：串行口中斷口優(yōu)先級控制位，PS=1，串行口中斷聲明為高優(yōu)先級中斷，PS=0，串行口定義為低優(yōu)先級中斷。

PT1：定時(shí)器1優(yōu)先級控制位。PT1=1，聲明定時(shí)器1為高優(yōu)先級中斷，PT1=0定義定時(shí)器1為低優(yōu)先級中斷。

PX1：外中斷1優(yōu)先級控制位。PT1=1，聲明外中斷1為高優(yōu)先級中斷，PX1=0定義外中斷1為低優(yōu)先級中斷。

PT0：定時(shí)器0優(yōu)先級控制位。PT1=1，聲明定時(shí)器0為高優(yōu)先級中斷，PT1=0定義定時(shí)器0為低優(yōu)先級中斷。

PX0：外中斷0優(yōu)先級控制位。PT1=1，聲明外中斷0為高優(yōu)先級中斷，PX1=0定義外中斷0為低優(yōu)先級中斷。

4、串行通信控制寄存器SCON

它是一個(gè)可尋址的專用寄存器，用于串行數(shù)據(jù)的通信控制，單元地址是98H，其結(jié)構(gòu)格式如下：

TI：發(fā)送中斷標(biāo)志位。

方式0時(shí)，發(fā)送完第8位數(shù)據(jù)后，由硬件置位，其它方式下，在發(fā)送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示幀發(fā)送結(jié)束，TI可由軟件清“0”。

RI：接收中斷標(biāo)志位。

接收完第8位數(shù)據(jù)后，該位由硬件置位，在其他工作方式下，該位由硬件置位，RI=1表示幀接收完成。

5、T2狀態(tài)控制寄存器T2CON

TF2：T2溢出中斷標(biāo)志。TF2必須由用戶程序清“0”。當(dāng)T2作為串口波特率發(fā)生器時(shí)，TF2不會被置“1”。

EXF2：定時(shí)器T2外部中斷標(biāo)志。EXEN2為1時(shí)，當(dāng)T2EX（P1.1）發(fā)生負(fù)跳變時(shí)置1中斷標(biāo)志DXF2，EXF2必須由用戶程序清“0”。

EXEN2：T2的外部中斷充許標(biāo)志