中斷與定時計數(shù)復(fù)習(xí)

1、 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 單片機(jī)的可編程定時單片機(jī)的可編程定時/計數(shù)器計數(shù)器 計算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中，由于CPU以外的原因， CPU中止當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理結(jié)束后，再回來繼續(xù)執(zhí)行被中止的原程序，這種情況稱為中斷。第一部分第一部分 中中 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng)返回中斷申請主程序中斷中斷服務(wù)服務(wù)程序程序中斷的發(fā)生是由CPU外部因素決定的，無法在程序中事先安排，調(diào)用中斷服務(wù)子程序的過程是由硬件自動完成的。中斷系統(tǒng)的功能中斷系統(tǒng)的功能計算機(jī)系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)中斷功能的硬件和軟件的集合，稱為。學(xué)習(xí)中要思考中斷系統(tǒng)是如何解決如下問題學(xué)習(xí)中要思考中斷系統(tǒng)是如何解決如下問題：中斷

2、請求信號的產(chǎn)生；CPU如何響應(yīng)？中斷優(yōu)先權(quán)問題；中斷的具體服務(wù)；1. 中斷服務(wù)完畢，如何返回原程序？二.MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)8031/8051/8751有5個中斷源；2個中斷優(yōu)先級；與中斷有關(guān)的特殊功能寄存器： TF01IE0 1010INT1IE1 1011INT1IT0ITTF10T1T 1RI/TI1010101010中斷源中斷源中斷源中斷源高級中斷高級中斷請求請求低級中斷低級中斷請求請求中斷入口中斷入口中斷入口中斷入口0EX1EX1ET0ETESEA0PX1PX1PT0PTPS中斷源中斷源中斷標(biāo)志中斷標(biāo)志中斷源允許中斷源允許全局全局中斷允許中斷允許中斷優(yōu)先級中斷優(yōu)先級寄存器寄存

3、器查詢電路查詢電路中斷允許寄存器中斷允許寄存器TIRI 由/INT0 (P3.2) 端口線引入。 有兩種觸發(fā)方式，由TCON的IT0位確定：IT0=0 ，為電平觸發(fā)，/INT0腳出現(xiàn)低電平向CPU 提中斷；IT0=1 ，為跳變觸發(fā)，/INT0腳出現(xiàn)負(fù)跳變使IE0置 1，向CPU提中斷；CPU響應(yīng)中斷后硬件 自動清IE0。To:中斷結(jié)構(gòu)圖由/INT1 (P3.3) 端口線引入。 有兩種觸發(fā)方式，由TCON的IT1位確定：IT1=0 ，為電平觸發(fā)，/INT1腳出現(xiàn)低電平向CPU提 中斷；IT1=1 ，為跳變觸發(fā)，/INT1腳出現(xiàn)負(fù)跳變使IE1置1， 向CPU提中斷；CPU響應(yīng)中斷后硬件自動 清IE

4、1。To:中斷結(jié)構(gòu)圖定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0中斷中斷定時定時/計數(shù)器計數(shù)器1中斷中斷定時/計數(shù)器0計數(shù)溢出(回零)時，硬件置 TF0=1，提中斷；CPU響應(yīng)中斷后，硬件自動清TF0定時/計數(shù)器1計數(shù)溢出(回零)時，硬件置 TF1=1，提中斷；CPU響應(yīng)中斷后，硬件自動清TF1中斷結(jié)構(gòu)圖51單片機(jī)有兩個中斷優(yōu)先級，每個中斷源可以通 過編程確定為高優(yōu)先級或低優(yōu)先級；IP用來鎖存各中斷源優(yōu)先級的控制位；IP在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為B8H，位地 址分別是B8HBFH。To:中斷結(jié)構(gòu)圖 PS PT1 PX1 PT0 PX0 中斷 0：低優(yōu)先級優(yōu)先級控制 1：高優(yōu)先級 中斷 0：低優(yōu)先級優(yōu)先級控制

5、1：高優(yōu)先級 中斷 0：低優(yōu)先級優(yōu)先級控制 1：高優(yōu)先級 中斷 0：低優(yōu)先級優(yōu)先級控制 1：高優(yōu)先級串行口中斷 0：低優(yōu)先級優(yōu)先級控制 1：高優(yōu)先級 0INT0T1INT1TIP各中斷源的優(yōu)先權(quán)級別由IP確定；同一個優(yōu)先級中的中斷源，如同時申請中斷，其自然優(yōu)先級由硬件形成，各中斷源的級別由高到低的順序是： 外中斷0-T0-外中斷1-T1-串行口各中斷源優(yōu)先級各中斷源優(yōu)先級順序是怎樣確定的？順序是怎樣確定的？#8051復(fù)位后，復(fù)位后，IP低低5位全部清位全部清0，將所有中斷源設(shè)置為低優(yōu)先，將所有中斷源設(shè)置為低優(yōu)先級中斷。級中斷。2. 2.中斷優(yōu)先權(quán)三原則中斷優(yōu)先權(quán)三原則：1. 正在進(jìn)行的中斷不能

6、被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求中斷；正在進(jìn)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)程序能被高優(yōu)先級的中斷請求中斷（中斷嵌套）；2. CPU同時收到幾個中斷請求時，首先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)最高的請求中斷。EA ES ET1 EX1 ET0 EX00:關(guān)關(guān) 中斷中斷1:開開 中斷中斷0:關(guān)關(guān) 中斷中斷1:開開 中斷中斷0:關(guān)關(guān) 中斷中斷1:開開 中斷中斷0:關(guān)關(guān) 中斷中斷1:開開 中斷中斷0:關(guān)串行口中斷關(guān)串行口中斷1:開串行口中斷開串行口中斷0:關(guān)所有中斷關(guān)所有中斷1:開所有中斷開所有中斷 0INT0T0T1INT1T1T0INT1INTIETo:中斷結(jié)構(gòu)圖1）中斷源有請求2）單片機(jī)開放中斷（EA=1）3）中斷源對應(yīng)的中斷屏

7、蔽寄存器IE相應(yīng)位 置1，即沒有被屏蔽注意：#8051復(fù)位后， IE中各中斷源允許位均清0，即禁止所有中斷。1）CPU正在執(zhí)行一個同級或高一級的中斷服 務(wù)程序；2）當(dāng)前正在執(zhí)行的那條指令還未執(zhí)行完；3）當(dāng)前正在執(zhí)行的指令是RETI或?qū)E，IP寄 存器進(jìn)行讀/寫指令，執(zhí)行這些指令后至少 再執(zhí)行一條指令才會響應(yīng)中斷。：自動清除相應(yīng)中斷標(biāo)志(IE0/IE1/TF0/TF1)；保留斷點(diǎn)（將PC內(nèi)容壓入堆棧）；根據(jù)中斷源優(yōu)先級的高低，使相應(yīng)優(yōu)先級 狀態(tài)觸發(fā)器置1；將對應(yīng)的中斷矢量裝入PC，使程序轉(zhuǎn)向中 斷矢量地址單元 中去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù) 程序。1）清相應(yīng)中斷優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器；2）返回斷點(diǎn)（彈出棧頂

8、的兩個字節(jié)到PC） 中斷服務(wù)程序的最后一條指令為什么不中斷服務(wù)程序的最后一條指令為什么不能是能是RET指令？指令？中斷服務(wù)程序的最后一條指令中斷服務(wù)程序的最后一條指令必須為必須為RETI。思考0023H串行口中斷串行口中斷001BH定時器定時器T1中斷中斷0013H外部中斷外部中斷1000BH定時器定時器T0中斷中斷0003H外部中斷外部中斷0入口地址入口地址 中斷源中斷源To:中斷結(jié)構(gòu)圖 n1.給堆棧指針SP賦值n2.如為外部中斷，定義觸發(fā)方式n3.定義中斷優(yōu)先級（給IP賦值）n4.給IE賦值，開放中斷n5.安排好等待中斷過程中主程序應(yīng)做的操作n 1. 在中斷入口地址單元設(shè)置跳轉(zhuǎn)指令，使程序

9、轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口n 2. 保護(hù)現(xiàn)場。n 3. 若為電平觸發(fā)的外部中斷，應(yīng)有中斷信號 撤除操作n 4. 中斷服務(wù)操作n 5. 恢復(fù)現(xiàn)場n 6. 中斷返回例例 5.1 INT0INT1INT1INT0INT1INT0例例 5.3第二部分 定時/計數(shù)器概述概述單片機(jī)內(nèi)有兩個可編程定時/計數(shù)器T0和T1每個T均可編程為定時器或計數(shù)器使用每個T均有4種工作方式定時/計數(shù)器的作用 用作實(shí)時時鐘 實(shí)現(xiàn)定時檢測 定時控制 用于外部事件的計數(shù)定時/計數(shù)器的應(yīng)用檢測、控制及智能儀器等 結(jié)構(gòu)如下圖所示，它由加法計數(shù)器、TMOD寄存器、TCON寄存器組成。12345678ABCD87654321DCBAT

10、itleNumberRevisionSizeA2Date:4-May-2004 Sheet of File:H:MyDesign1.ddbDrawn By:TH1TL1TH0TL0TCON(88H)TMOD(89H)(8DH)(8BH)(8CH)(8AH)定時器T1定時器T070077070T1(P3.5)T0(P3.4)中斷INT1P(3.3)INT0P(3.2)內(nèi) 部 總 線溢 出工 作 方 式工作方式溢出啟動CPU加法計數(shù)器 加法計數(shù)器為16位，用TH表示高8位，TL表示低8位 作計數(shù)器用，加法計數(shù)器對芯片T0、T1腳上輸入脈沖計數(shù)，每輸入一個脈沖，加法計數(shù)器加1 作定時器用，加法計數(shù)器

11、通過機(jī)器周期Tcy計數(shù)間接實(shí)現(xiàn)定時，每經(jīng)過一個Tcy，加法計數(shù)器自動加1 加法計數(shù)器初值可由程序設(shè)定，初值不同，計數(shù)或定時值不同 加法計數(shù)器工作過程中，內(nèi)容可用程序讀回CPU 方式選擇寄存器TMOD 功能選擇定時/計數(shù)器0、1的工作方式 格式定時/計數(shù)器1定時/計數(shù)器0C/T功能選擇位，C/T1計數(shù)，C/T0定時 M1、M0工作方式選擇位，見下表 M0M1C/TGATEM0M1C/TGATED0D1D2D3D4D5D6D7GATE 門控制位 GATE=1，定時/計數(shù)器0工作受引腳INT0控制 ，定時/計數(shù)器1受引腳INT1控制 GATE=0, 定時/計數(shù)器工作與INT0、INT1無關(guān) 一般情況

12、下GATE=0控制寄存器TCON 功能高4位控制定時/計數(shù)器0、1的運(yùn)行 低4位控制外部中斷。格式TR1 運(yùn)行控制位 TR1=1，啟動定時/計數(shù)器1工作TR1=0, 停止定時/計數(shù)器1工作TF1 溢出中斷標(biāo)志位 定時/計數(shù)器1溢出時，TF11，在中斷允許條件下，向CPU發(fā)出中斷請求，CPU響應(yīng)后，TF10，在中斷屏蔽條件下，TF1可作查詢方式，TF1可由程序置位或清零 TR0 與TR1功能相似，TF0與TF1功能相似。1）方式0定時/計數(shù)器1工作方式0結(jié)構(gòu)圖如下圖所示（定時/計數(shù)器0工作方式0結(jié)構(gòu)圖一樣）。 振蕩器12&11TL15位TH18位TF1中斷“1”閉合INT1引腳GATETR1T1

13、引腳TcyS1S2定時器/計數(shù)器1工作方式0結(jié)構(gòu)圖C/T=0C/T=11.構(gòu)成13位定時/計數(shù)器2.計數(shù)值N=8192-X，X為初值，范圍為18192 3.計數(shù)時，外部計數(shù)脈沖頻率應(yīng)小于fosc/24 4.定時時間T=(8192-X)Tcy特點(diǎn)：特點(diǎn)：5.定時/計數(shù)器1的啟動或停止由TR1控制 GATE=0 GATE=1 軟件置TR1=1，S2閉合，啟動 軟件置TR1=0，S2打開，停止 軟件置TR1=1， 外部INT1為高電平，啟動 外部INT1為低電平，停止 這種門控方式可用來測INT1引腳上的正脈沖寬度2）方式1工作方式1與工作方式0區(qū)別如下：（其他一樣） u構(gòu)成構(gòu)成16位定時位定時/計

14、數(shù)器計數(shù)器u計數(shù)值為計數(shù)值為N=65536-X,范圍為范圍為165536u定時值為定時值為T=(65536-X)Tcy，范圍為，范圍為(1 65536)Tcy3）方式2定時/計數(shù)器1工作方式2結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：(定時/計數(shù)器0工作方式2結(jié)構(gòu)圖一樣)振蕩器12&11TL18位TF1中斷INT1引腳GATETR1T1引腳TcyS1S2C/T=0C/T=1定時器/計數(shù)器1工作方式2結(jié)構(gòu)圖TH18位1.構(gòu)成一個8位具有自動重裝初值功能的定時/計數(shù)器2.計數(shù)值N=256-X,范圍為：12563.定時值為T=（256-X）Tcy，范圍為（1256）Tcy 4. TL1為8位加法計數(shù)器，TH1為初值寄存器。

15、TL1溢出時，TF1=1且發(fā)出重裝載信號，三態(tài)門打開，將TH1中初值自動送入TL1中。TL1重新計數(shù)5.其他與工作方式0相同6.適應(yīng)于定時控制，波特率發(fā)生器3）方式3工作方式3結(jié)構(gòu)圖如下圖所示(僅對定時/計數(shù)器0有效) 振蕩器12&11TL08位TF0中斷INT0引腳GATETR0T0引腳TcyS1S2C/T=0C/T=1定時器/計數(shù)器0工作方式3結(jié)構(gòu)圖TcyTH08位TF1中斷TcyTR11.構(gòu)成兩個獨(dú)立的8位定時/計數(shù)器 2.計數(shù)值為N=256-X,范圍為1256 3.定時值為T=（256-X）Tcy， 范圍為（1256）Tcy4. TH0、TL0為兩個獨(dú)立加法計數(shù)器 TL0使用定時/計數(shù)

16、器0的C/T、GATE、TR0及 INT0，工作情況與方式0相似 TH0只能工位于非控方式，借用了定時/ 計數(shù)器1的TR1、TF1 5.將定時/計數(shù)器1設(shè)為工作方式3，相當(dāng)于 TR00，停止6.定時/計數(shù)器0工作方式3時，51子系列有3個 定時/計數(shù)器，兩個為8位，一個為16位。定 時/計數(shù)器1可工作于方式0、1、2，但TR1、 TF1被TH0借用，不能產(chǎn)生中斷請求，只用作 波特率發(fā)生器。1) 定時器定時器/計數(shù)器的初始化編程計數(shù)器的初始化編程初始化編程步驟： (1) 確定工作方式和啟動定時/計數(shù)方式 TMOD賦值。(2) 置定時/計數(shù)器初值 寫寄存器TH0、TL0或TH1、TL1。(3) 根

17、據(jù)需要開放定時器中斷 對中斷允許寄存器IE置初值。(4) 啟動定時/計數(shù)器 將控制寄存器TCON 的TR1或TR0 置位 設(shè)計數(shù)器的最大值為M，若要求計數(shù)X個外部脈沖后計數(shù)器溢出，計數(shù)初值為C，則： X+C=M C=MX=M+（-X）=（X）求補(bǔ) 方法一： C=M-X=65536-10=65526=FFF6H方法二： C=（X）求補(bǔ)=（000AH）求補(bǔ) =（000AH）求反+1=FFF5H+1=FFF6H 設(shè)定時t，則計數(shù)脈沖數(shù)為X=t/Tcy 初值C=M-X=M-t/T =（t/T）求補(bǔ) T0運(yùn)行于定時器狀態(tài)，時鐘頻率為12MHz，要求定時100s。 機(jī)器周期Tcy=12/時鐘頻率=12/1

18、2=1s 初值C為：方式0： C=M-t/T=8192-100/1=8092=1F9CH方式1： C=M-t/T =65536-100/1=65436=FF9CH方式2、3 ： C=M-t/T=256-100/1=156=9CH 工作方式0時的初值裝入方法 方式0的計數(shù)寄存器是13位，對于T0而言，高8位初值裝入TH0，低5位初值裝入TL0的低5位（TL0的高3位無效）。2) 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 假設(shè)單片機(jī)的時鐘頻率為6MHz，要求在P1.0引腳上輸出一個周期為2ms的方波，方波的周期用定時器T0來確定。分析：要在P1.0輸出周期為2ms的方波，只要對P1.0每隔1ms取反一次即可。 確定TMO

19、D內(nèi)容 根據(jù)題意，定時功能，C/T=0,選用工作方式0。定時/計數(shù)器1無關(guān)，TMOD高4位為隨意值“X”若取“X”0，則TMOD=00H. 機(jī)器周期Tcy=12/6MHz=2s 定時初值C C=M-t/Tcy=213-1000/2=8192-500=7692=1E0CH =0001 1110 0000 1100B TH0=1111 0000B=0F0H TL0=01100B=0CH。 確定TH0，TL0（用查詢（用查詢TF0的狀態(tài)來控制的狀態(tài)來控制P1.0輸出）輸出） MOV TMOD，#00H ；置；置T0為方式為方式0，定時，定時 MOV TL0，#0CH ；送定時初值；送定時初值 MOV TH0，#0F0H SETB TR0 ；啟動；啟動T0LO