啟智電子傾情奉獻(xiàn)wwwhnqizhicom

1、啟智電子 傾情奉獻(xiàn)1生活中的中斷現(xiàn)象 什么是中斷，我們從一個(gè)生活中的例子引入。周末，你正在家中看書，突然電話鈴響了，你夾好書簽，放下書本，拿起電話交談，發(fā)現(xiàn)是一位好久沒(méi)有聯(lián)系的大學(xué)同學(xué)，不知不覺(jué)中聊了好久。正說(shuō)得高興時(shí)候，忽然報(bào)警裝置響起，原來(lái)是由于長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有關(guān)閉煤氣導(dǎo)致煤氣泄漏而報(bào)警，這時(shí)你告訴對(duì)方，等關(guān)好煤氣后打電話，你迅速將煤氣關(guān)閉后繼續(xù)接聽(tīng)電話。打完電話后又繼續(xù)看書。這就是生活中的“中斷”的現(xiàn)象，就是正常的工作過(guò)程被外部的事件打斷了。2單片機(jī)的中斷 CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷請(qǐng)求）； CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件 B（中斷響應(yīng)和中斷服

2、務(wù)）； 待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來(lái)事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過(guò)程稱為中斷 。3MCS-51單片機(jī)的中斷 執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回4引起CPU中斷的根源，稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請(qǐng)求。CPU暫時(shí)中斷原來(lái)的事務(wù)A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對(duì)事件B處理完畢后，再回到原來(lái)被中斷的地方（即斷點(diǎn)），稱為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。中斷源和中斷系統(tǒng)551單片機(jī)的中斷源51單片機(jī)一共有5個(gè)中斷源，分別是INT0、INT1、T0、T1、RXD/TXD，后面我們會(huì)一個(gè)一個(gè)進(jìn)行介紹。651單片機(jī)的

3、中斷源7中斷標(biāo)志字：處理器內(nèi)部有一個(gè)寄存器，寄存器存放的“二進(jìn)制信息”是專門用來(lái)描述中斷狀態(tài)的（即：記載是否已經(jīng)發(fā)生了中斷），這組“二進(jìn)制信息”被稱為中斷標(biāo)志字。 中斷標(biāo)志位和中斷信號(hào)建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此8051中有5個(gè)中斷標(biāo)志位，這5位分布在兩個(gè)專用寄存器中。這樣可以通過(guò)檢測(cè)中斷標(biāo)志位的狀態(tài)知道是否有中斷產(chǎn)生，是哪個(gè)中斷產(chǎn)生的。中斷標(biāo)志字8中斷服務(wù)程序：就像像生活中緊急處理例子一樣的：接聽(tīng)電話，關(guān)閉煤氣等等。處理器處理“急件”，可理解為是一種服務(wù)，通過(guò)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的程序來(lái)完成的，這個(gè)程序就叫做中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序9中斷矢量：也稱中斷入口地址。中斷服務(wù)程序的入口地址是固定的,不能由用

4、戶改變。5個(gè)中斷的地址分別如下：中斷矢量 中斷源入口地址外中斷00003H定時(shí)計(jì)數(shù)器0000BH外中斷10013H定時(shí)計(jì)數(shù)器1001BH串行口中斷0023H10值得一提的是各中斷入口地址之間只有8個(gè)存儲(chǔ)單元的距離，一般情況下，8個(gè)存儲(chǔ)單元無(wú)法容納一個(gè)完整的中端服務(wù)程序。因此，通常在中斷入口地址處安排一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令。從而跳到真正的代碼較長(zhǎng)的中斷服務(wù)程序處。中斷矢量11就像生活中的例子一樣，事件之間是有先后緩急區(qū)別的。關(guān)閉煤氣比接聽(tīng)電話緊急。接聽(tīng)電話比看書緊急。在某一瞬間，CPU因響應(yīng)某一中斷源的中斷請(qǐng)求而正在執(zhí)行它的中斷服務(wù)程序時(shí)，若有中斷優(yōu)先級(jí)更高的中斷源提出中斷請(qǐng)求，那它可以把正在執(zhí)行的

5、中斷服務(wù)程序停下來(lái)，轉(zhuǎn)而響應(yīng)和處理中斷優(yōu)先權(quán)更高中斷源的中斷請(qǐng)求，等到處理完后再轉(zhuǎn)回來(lái)繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的中斷服務(wù)程序，這就是中斷嵌套， 單片機(jī)里的5個(gè)優(yōu)先級(jí)別不同的中斷，8051最多能嵌套兩層。中斷優(yōu)先級(jí)和嵌套 12中斷優(yōu)先級(jí)CPU同時(shí)接收到幾個(gè)中斷時(shí)，首先響應(yīng)優(yōu)先級(jí)別最高的中斷請(qǐng)求。正在進(jìn)行的中斷過(guò)程不能被新的同級(jí)或低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求所中斷。正在進(jìn)行的低優(yōu)先級(jí)中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級(jí)中斷請(qǐng)求所中斷。13TCON控制寄存器 TCOND7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H14SCON寄存器RI（SCON.0

6、），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一個(gè)串行幀，由硬件置位RI。注意，RI必須由軟件清除。TI（SCON.1），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，就啟動(dòng)了發(fā)送過(guò)程。每發(fā)送完一個(gè)串行幀，由硬件置位TI。CPU響應(yīng)中斷時(shí)，不能自動(dòng)清除TI，TI必須由軟件清除。 15IE寄存器16IP寄存器 17外部中斷 18兩種外部中斷請(qǐng)求信號(hào)類型在處理上有一些差異：如果選擇下降沿請(qǐng)求信號(hào)類型，一旦有中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷標(biāo)志會(huì)自動(dòng)置1，響應(yīng)中斷后，中斷標(biāo)志會(huì)自動(dòng)清零，而如果中斷請(qǐng)求信號(hào)選擇低電平時(shí)，一旦有中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷標(biāo)志也會(huì)自動(dòng)置1，但是響應(yīng)中斷后不能自動(dòng)清

7、零，必須保證低電平中斷請(qǐng)求信號(hào)消失，才能通過(guò)位操作指令來(lái)進(jìn)行軟件清零。因此，為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，一般情況下，我們都選擇下降沿作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的差異19 中斷響應(yīng)條件 中斷源有中斷請(qǐng)求； 此中斷源的中斷允許位為1； CPU開(kāi)中斷（即EA=1）。以上三條同時(shí)滿足時(shí)，CPU才有可能響應(yīng)中斷。中斷響應(yīng)條件20在單片機(jī)控制應(yīng)用中定時(shí)和計(jì)數(shù)的需求很多，為此在單片機(jī)中都有定時(shí)器計(jì)數(shù)器，80C51中有兩個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，分別為：定時(shí)器計(jì)數(shù)器0和定時(shí)器計(jì)數(shù)器1。由于定時(shí)器使用的機(jī)會(huì)多一些，所以常把定時(shí)器計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)稱為定時(shí)器（或T )。為此，這兩個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器分別簡(jiǎn)稱為定時(shí)器0（或T0）和定時(shí)器1（

8、或 Tl ）。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 2180C51 的兩個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器都是 16 位加法計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。由于在 80C51 中只能使用8位字節(jié)寄存器，所以把兩個(gè)16位定時(shí)器分解為4個(gè)8位定時(shí)器，依次為 TL0、TL1、TH0和TH1定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)22加1計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來(lái)源,一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來(lái)；一個(gè)是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工

9、作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿。 可見(jiàn)，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理23設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)，加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時(shí)時(shí)間t 。設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測(cè)一個(gè)從1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維

10、持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)1/2MHz，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2 s。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理2480C51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制25GATE：門控位。GATE0時(shí)，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作；GATA1時(shí)，要用軟件使TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳或也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)

11、器工作。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)多了一條件。C/T定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式選擇位。C/T=0，定時(shí)工作方式；C/T=1，計(jì)數(shù)工作方式。MIM0 = 00，工作方式0；MIM0 = 01，工作方式1；MIM0 = 10，工作方式2；MIM0 = 11，工作方式3。定時(shí)器方式選擇寄存器（TMOD)26定時(shí)器方式選擇寄存器（TMOD)27方式0為13位計(jì)數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時(shí)向TH0進(jìn)位，TH0溢出時(shí)，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。定時(shí)器工作方式0 28定時(shí)器工作方式0 定時(shí)器模式時(shí)有:Nt/ Tcy 計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為：計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)

12、脈沖是T0引腳上的外部脈沖。 門控位GATE具有特殊的作用。當(dāng)GATE=0時(shí)，經(jīng)反相使或門輸出為1，此時(shí)僅由TR0控制與門的開(kāi)啟，與門輸出1時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通，計(jì)數(shù)開(kāi)始；當(dāng)GATE=1時(shí)，由外中斷引腳信號(hào)控制或門的輸出，此時(shí)控制與門的開(kāi)啟由外中斷引腳信號(hào)和TR0共同控制。當(dāng)TR0=1時(shí)，外中斷引腳信號(hào)引腳的高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù)，外中斷引腳信號(hào)引腳的低電平停止計(jì)數(shù)。這種方式常用來(lái)測(cè)量外中斷引腳上正脈沖的寬度。29定時(shí)器工作方式1方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計(jì)數(shù)器 。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：30定時(shí)器工作方式2方式2為自動(dòng)重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為31定時(shí)器工作方式3方式3只適用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，定時(shí)器T1處于方式3時(shí)相當(dāng)于TR1=0，停止計(jì)數(shù)。工作方式3將T0分成為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0 。32定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 初始化程序應(yīng)完成如下工作：對(duì)TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式。計(jì)算初值,并將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。中斷方式時(shí)，則對(duì)IE賦值，開(kāi)放中斷。使TR0或TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。33定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 例 利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的方式1，產(chǎn)生10ms的定時(shí)，并使P1.0引腳上輸出周期為2