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文檔簡介
外部中斷與定時器第四講中斷概念。單片機定時器與外部中斷的應(yīng)用。引用中斷時程序的設(shè)置方法。引用中斷常遇到的問題。內(nèi)容一、中斷的概念
CPU在處理某一事件A時,發(fā)生了另一事件B請求CPU迅速去處理(中斷發(fā)生);
CPU暫時中斷當(dāng)前的工作,轉(zhuǎn)去處理事件B(中斷響應(yīng)和中斷服務(wù));待CPU將事件B處理完畢后,再回到原來事件A被中斷的地方繼續(xù)處理事件A(中斷返回),這一過程稱為中斷。單片機的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點中斷請求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回引起CPU中斷的根源,稱為中斷源。中斷源向CPU提出的中斷請求。CPU暫時中斷原來的事務(wù)A,轉(zhuǎn)去處理事件B。對事件B處理完畢后,再回到原來被中斷的地方(即斷點),稱為中斷返回。實現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)(中斷機構(gòu))。
隨著計算機技術(shù)的應(yīng)用,人們發(fā)現(xiàn)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問題,而且還具有如下優(yōu)點:
分時操作。CPU可以分時為多個I/O設(shè)備服務(wù),提高了計算機的利用率;實時響應(yīng)。CPU能夠及時處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機事件,系統(tǒng)的實時性大大增強;可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力,從而使系統(tǒng)可靠性提高。80C51單片機的中斷優(yōu)先級有三條原則:CPU同時接收到幾個中斷時,首先響應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。正在進(jìn)行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。正在進(jìn)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù),能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。
為了實現(xiàn)上述后兩條原則,中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個置1,表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級的中斷,它將阻斷后來所有的中斷請求;另一個置1,表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級中斷,它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。51單片機外部中斷80C51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
80C51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源(8052有6個)
,2個優(yōu)先級,可實現(xiàn)二級中斷嵌套
。二、中斷請求標(biāo)志1、TCON的中斷標(biāo)志IT0(TCON.0),外部中斷0觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT0=0時,為電平觸發(fā)方式。當(dāng)IT0=1時,為邊沿觸發(fā)方式(下降沿有效)。IE0(TCON.1),外部中斷0中斷請求標(biāo)志位。IT1(TCON.2),外部中斷1觸發(fā)方式控制位。IE1(TCON.3),外部中斷1中斷請求標(biāo)志位。TF0(TCON.5),定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標(biāo)志位。TF1(TCON.7),定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志位。
一、中斷允許控制
CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。3.1.380C51中斷的控制
EX0(IE.0),外部中斷0允許位;ET0(IE.1),定時/計數(shù)器T0中斷允許位;EX1(IE.2),外部中斷1允許位;ET1(IE.3),定時/計數(shù)器T1中斷允許位;ES(IE.4),串行口中斷允許位;EA(IE.7),CPU中斷允許(總允許)位。二、中斷優(yōu)先級控制
80C51單片機有兩個中斷優(yōu)先級,即可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的
。PX0(IP.0),外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位;PT0(IP.1),定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位;PX1(IP.2),外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位;PT1(IP.3),定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位;PS
(IP.4),串行口優(yōu)先級設(shè)定位;PT2(IP.5),定時/計數(shù)器T2優(yōu)先級設(shè)定位。中斷源有中斷請求;此中斷源的中斷允許位為1;
CPU開中斷(即EA=1)。以上三條同時滿足時,CPU才有可能響應(yīng)中斷。中斷響應(yīng)條件51單片機定時器定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理
一、定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器(16位),由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器,確定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。
二、定時/計數(shù)器的工作原理
加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來;一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1,當(dāng)加到計數(shù)器為全1時,再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零,且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1,向CPU發(fā)出中斷請求(定時/計數(shù)器中斷允許時)。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式,則表示定時時間已到;如果工作于計數(shù)模式,則表示計數(shù)值已滿。
可見,由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。
設(shè)置為定時器模式時,加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)(1個機器周期等于12個振蕩周期,即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12)。計數(shù)值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t
。
定時/計數(shù)器的控制80C51單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式;TCON用于控制其啟動和中斷申請。一、工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式,低四位用于T0,高四位用于T1。其格式如下:GATE:門控位。GATE=0時,只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1,就可以啟動定時/計數(shù)器工作;GATA=1時,要用軟件使TR0或TR1為1,同時外部中斷引腳也為高電平時,才能啟動定時/計數(shù)器工作。即此時定時器的啟動多了一條件。
:定時/計數(shù)模式選擇位。=0為定時模式;=1為計數(shù)模式。M1M0:工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式,由M1M0進(jìn)行設(shè)置。
二、控制寄存器TCON
TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下:TF1(TCON.7):T1溢出中斷請求標(biāo)志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時,CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以,TF1可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0,同硬件置1或清0的效果一樣。TR1(TCON.6):T1運行控制位。TR1置1時,T1開始工作;TR1置0時,T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以,用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TF0(TCON.5):T0溢出中斷請求標(biāo)志位,其功能與TF1類同。TR0(TCON.4):T0運行控制位,其功能與TR1類同。
方式1方式1的計數(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計數(shù)器。計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為:
定時/計數(shù)器應(yīng)用舉例
初始化程序應(yīng)完成如下工作:對TMOD賦值,以確定T0和T1的工作方式。計算初值,并將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。中斷方式時,則對IE賦值,開放中斷。使TR0或TR1置位,啟動定時/計數(shù)器定時或計數(shù)。AVR單片機外部中斷與定時器第二節(jié)I/O端口的第二功能定時/計數(shù)器1(16位)普通模式CTC模式快速PWM模式相位修正PWM模式相位頻率修正PWM模式輸入捕獲模式普通模
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