單片機原理及接口技術

單片機原理及接口技術第二李全利C的中斷系統(tǒng)及定計數(shù)器80C51中斷系統(tǒng)的結構5個中斷源、2個優(yōu)先級2024/4/72中斷源5.1.280C51的中斷源外部中斷0（INT0）外部中斷1（INT1）T0溢出中斷（TF0）T1溢出中斷（TF1）串行口中斷（RI或TI）2024/4/73觸發(fā)方式設置及中斷標志

76543210TCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0字節(jié)地址：88H電平方式（ITx=0），INTx引腳低電平時IEx=1，響應中斷后IEx不自動清0（INTx引腳狀態(tài)）。邊沿方式（ITx=1），INTx引腳負跳變時IEx=1，響應中斷后IEx自動清0。外部中斷標志IE1、IE0（用IEx表示）2024/4/74兩種觸發(fā)方式比較：電平方式時，INTx低電平必須保持到響應時，否則就會漏掉；在中斷服務結束前，INTx低電平必須撤除，否則中斷返回之后將再次產(chǎn)生中斷。例，8255的中斷請求線在接受讀或?qū)懖僮骱蠹幢粡臀?，因此以其去請求電平觸發(fā)方式的中斷比較方便。邊沿方式時，采樣到有效下降沿后，在IEx中將鎖存一個1。若CPU暫時不能響應，申請標志也不會丟失，直到響應時才清0。例，ADC0809的轉(zhuǎn)換結束信號EOC為正脈沖，經(jīng)反相后就可以作為80C51的INTx信號。2024/4/75溢出中斷標志TF1、TF0（用TFx表示）

溢出中斷請求標志TFx，Tx啟動后就開始由初值進行加1計數(shù)，直至最高位產(chǎn)生溢出使TFx=1向CPU請求中斷。CPU響應中斷后TFx自動清0。

SCON的中斷標志76543210SCONTIRI字節(jié)地址：98HRI：串口接收中斷標志，響應中斷時不能自動清除TI：串口發(fā)送中斷標志，響應中斷時不能自動清除2024/4/765.1.380C51中斷的控制中斷允許控制中斷源的開放和屏蔽由IE控制（1，開放；0，禁止）

76543210IEEAESET1EX1ET0EX0字節(jié)地址：A8HEX0:外中斷0允許ET0:T0中斷允許

EX1:外中斷1允許ET1:T1中斷允許ES:串口中斷允許EA:CPU中斷允許

2024/4/77中斷優(yōu)先級控制中斷優(yōu)先級由IP控制（1，高級；0，低級）

76543210IPPSPT1PX1PT0PX0字節(jié)地址：B8HPX0:外中斷0優(yōu)先級

PT0:T0中斷優(yōu)先級PX1:外中斷1優(yōu)先級PT1:T1中斷優(yōu)先級PS:串口中斷優(yōu)先級同一優(yōu)先級的自然順序：自高至低：INT0、TO、INT1、T1、串口。

2024/4/78中斷優(yōu)先級遵循的原則幾個中斷同時申請，先響應高級的中斷正進行的中斷服務，同級或低級中斷不能對其中斷，但可以被高級中斷所中斷。

為此，中斷系統(tǒng)內(nèi)設有對應高、低2個優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器（用戶不能尋址）。狀態(tài)觸發(fā)器的復位由中斷返回指令RETI控制。2024/4/795.2

80C51單片機中斷處理過程5.2.1中斷響應條件和時間中斷響應條件有中斷請求

相應的中斷允許位為1CPU開中斷（即EA=1）

遇下面情況之一將不被響應（此間中斷條件失效，中斷丟失）正在處理同級或高級中斷

當前查詢周期不是所執(zhí)行指令的最后一個機器周期

正在執(zhí)行RETI或訪問IE或IP的指令

2024/4/710中斷響應時間中斷響應至少需要3個完整的機器周期（3~8個）！受阻時要附加3~5個機器周期（無同級或高級中斷正進行）查詢周期不是當前指令的最后機器周期(如MUL，+3)查詢周期恰逢RETI類指令(且后跟MUL指令+5)2024/4/7115.2.2中斷響應過程

CPU響應中斷過程將相應優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1（阻斷后來同級或低級中斷）執(zhí)行硬件LCALL指令（PC入棧，中斷服務程序入口址送PC

）執(zhí)行中斷服務程序

編寫中斷服務程序注意中斷服務程序入口存放指令LJMP或AJMP現(xiàn)場保護與現(xiàn)場恢復2024/4/7125.2.3中斷返回中斷服務程序最后指令必須是RETI，其功能：將斷點從堆棧彈送PC，CPU從原斷點繼續(xù)執(zhí)行將相應優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0，恢復原來工作狀態(tài)注意不能用RET代替RETI中斷服務程序中PUSH和POP必須成對使用2024/4/7135.2.4中斷程序舉例【例5-1】單外部中斷源示例ORG0000HSTART:LJMPMAIN

ORG0003HLJMPINTO

ORG0030HMAIN:CLRIT0;電平

SETBEASETBEX0

MOVDPTR，#1000H

……

主程序：2024/4/714中斷服務程序:ORG0200HINT0:PUSHPSWPUSHACCCLRP3.0；由P3.0輸出0NOPNOPSETBP3.0MOVP1,#0FFH；置P1口為輸入

MOVA,P1；輸入數(shù)據(jù)

MOVX@DPTR,A；存入數(shù)據(jù)存儲器

INCDPTR；修改數(shù)據(jù)指針，指向下一個單元

……POPACC；恢復現(xiàn)場

POPPSWRETI2024/4/715【例5-2】多外部中斷源示例中斷服務程序:

ORG0003HLJMPINSE0

ORG0013HLJMPINSE1

……INSE0:PUSHPSW;XI0中斷服務

PUSHACC……POPACCPOPPSWRETI(轉(zhuǎn)下頁)2024/4/716INSE1:PUSHPSW(接上頁)PUSHACCJBP1.0,DV1；P1.0為1，轉(zhuǎn)XI1中斷服務程序

JBP1.1,DV2；P1.1為1，轉(zhuǎn)XI2中斷服務程序

JBP1.2,DV3；P1.2為1，轉(zhuǎn)XI3中斷服務程序

JBP1.3,DV4；P1.3為1，轉(zhuǎn)XI4中斷服務程序INRET:POPACCPOPPSWRETIDV1:……；XI1中斷服務程序

AJMPINRET……DV4:……；XI4中斷服務程序

AJMPINRET

2024/4/7175.3

80C51單片機的定時/計數(shù)器定時/計數(shù)器的結構基本型：T0，定時、計數(shù)。T1，定時、計數(shù)、串口波特率發(fā)生器。增強型：增加了T2。見5.3.4節(jié)。5.3.1定時/計數(shù)器的結構和工作原理TH1、TL1TH0、TL0TCONTMOD2024/4/718定時/計數(shù)器的工作原理實質(zhì)是16位加1計數(shù)器定時器模式時，是對內(nèi)部機器周期計數(shù)。計數(shù)值乘以機器周期就是定時時間計數(shù)器模式時，是對外部事件計數(shù)。脈沖由T0（P3.4）或T1(P3.5)引腳輸入。

注意:(若計數(shù)值為N,計數(shù)初值為X)溢出信號使TF0或TF1置1，并發(fā)出中斷請求，16位時有：N=65536-X，或X=65536-N12MHz晶振時，計數(shù)頻率低于0.5MHz

2024/4/7195.3.2定時/計數(shù)器的控制工作方式寄存器TMOD

76543210TMODGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0字節(jié)地址：89HGATE：門控位。GATE＝0時，只要TRx為1，就可啟動計數(shù)器工作；GATA＝1時，定時器的啟動還要加上INTx引腳為高電平這一條件。

C/T：模式選擇位。清0為定時模式，置1為計數(shù)方式。M1M0：工作方式設置位。可設置四種工作方式(見下頁）。2024/4/720M1M0工作方式說明00方式013位定時/計數(shù)器01方式116位定時/計數(shù)器10方式28位自動重裝定時/計數(shù)器11方式3T0分成兩個獨立的8位定時/計數(shù)器；T1此方式停止計數(shù)注意：TMOD不能進行位尋址2024/4/721控制寄存器TCON

76543210TCONTF1TR1TF0TR0字節(jié)地址：88HTFx：Tx溢出標志位。響應中斷后TFx有硬件自動清0。用軟件設置TFx可產(chǎn)生同硬件置1或清0同樣的效果。TRx：Tx運行控制位。置1時開始工作；清0時停止工作。TRx要由軟件置1或清0（即啟動與停止要由軟件控制）。2024/4/7225.3.3定時/計數(shù)器的工作方式T0有方式0、1、2、3；T1有方式0、1、2。以T0為例說明。方式0：13位方式

2024/4/723C/T=1時，則為計數(shù)模式，有：X=213-N=8192-NC/T=0時，則為定時模式，有：X=213-N=8192-N，N=t/Tcy【例5-3】若計數(shù)個數(shù)N為2，求計數(shù)初值。公式法計算：X＝8192－2=8190=1FFEH求補法計算：對0000000000010B取反加1為：1111111111110B(1FFEH)初值計算：公式法

求補法：X=對N求補2024/4/724LJMPMAIN【例5-5】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。與門輸出1時，控制開關接通，計數(shù)開始；【例5-5】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。380C51中斷的控制中斷服務程序最后指令必須是RETI，其功能：求補法：X=對N求補使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器工作。DVT0:DJNZR7,NT0T0外部引腳上出現(xiàn)一個下降沿信號時，TL0計數(shù)加1，產(chǎn)生溢出，將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求……實現(xiàn)方法：一是采用1個定時器定時一定的間隔（如20ms），然后用軟件進行計數(shù)；C/T=0時，則為定時模式，有：T1，定時、計數(shù)、串口波特率發(fā)生器。2定時/計數(shù)器的控制LJMPMAIN0為1，轉(zhuǎn)XI1中斷服務程序MOVTH0,#0D8HPOPPSW門控位作用當GATE=0時僅由TR0控制與門的開啟。與門輸出1時，控制開關接通，計數(shù)開始；當GATE=1時與門的開啟由INT0和TR0共同控制。這種方式可以用來測量INT0引腳上正脈沖的寬度。

注意：方式0的計數(shù)初值高8位和低5位確定麻煩

，實際應用中常由16位的方式1取代。2024/4/725方式1：16位方式

X=216-N=65536-N計數(shù)范圍：1～65536

計數(shù)初值要分成2個字節(jié)分別送入TH0、TL02024/4/726DVT0:CPLP1.7引腳輸出周期為2s的方波。CPU響應中斷后TFx自動清0。觸發(fā)方式設置及中斷標志正在執(zhí)行RETI或訪問IE或IP的指令串行口中斷（RI或TI）LJMPMAINNOP【例5-5】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。溢出信號使TF0或TF1置1，并發(fā)出中斷請求，16位時有：在中斷服務結束前，INTx低電平必須撤除，否則中斷返回之后將再次產(chǎn)生中斷。SJMP$;等待中斷C/T=0時，則為定時模式，有：CLRP1.ORG0030H串行口中斷（RI或TI）MAIN:MOVTMOD,#01H;置T0方式1【例5-4】若要求定時器T0工作于方式1，定時時間為1ms，當晶振為6MHz時，求送入TH0和TL0的計數(shù)初值各為多少？應怎樣送入TH0和TL0？由于晶振為6MHz，所以機器周期Tcy為2μS，因此：N=t/Tcy=1×10-3/2×10-6＝500X＝216-N＝65536-500＝65036＝FE0CH也可以利用以下2條指令完成：MOVTL0,#(65536-500)MOD256;余數(shù)為計數(shù)初值的低字節(jié)MOVTH0,#(65536-500)/256;商為計數(shù)初值的高字節(jié)用傳送指令分別將FEH送入TH0中，0CH送入TL0中即可。2024/4/727方式2：8位自動重裝方式

X=28-N=256-N計數(shù)范圍：1～256

特別適合與脈沖信號發(fā)生器2024/4/728方式3：（僅T0有此方式，T1的方式3將停止計數(shù)）

TL0進行8位定時/計數(shù)TH0進行8位定時（T1方式2時，可出借TR1、TF1）2024/4/7295.3.4定時/計數(shù)器用于外部中斷擴展例：用T0擴展一個外部中斷源。將T0設置為計數(shù)器方式，按方式2工作，TH0、TL0的初值均為0FFH，T0允許中斷，CPU開放中斷。其初始化程序如下：

MOVTMOD,#06H;置T0為計數(shù)器方式2MOVTL0,#0FFH;置計數(shù)初值

MOVTH0,#0FFHSETBTR0;啟動T0工作

SETBEA;CPU開中斷

SETBET0;允許T0中斷

……T0外部引腳上出現(xiàn)一個下降沿信號時，TL0計數(shù)加1，產(chǎn)生溢出，將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求……2024/4/7305.3.5定時/計數(shù)器應用舉例初始化程序應完成：對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式；求初值,并寫入TH0、TL0或TH1、TL1；中斷方式時，要對IE賦值，開放中斷；使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器工作。2024/4/731計數(shù)應用【例5-5】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。試編寫程序完成這一計數(shù)任務。用T0完成計數(shù)，用P1.0發(fā)出控制信號。確定方式字：T0在計數(shù)的方式2時：M1M0=10，GATE=0，C/T=1方式控制字為06H

求計數(shù)初值X:N=24X=256-24=232=E8H應將E8H送入TH0和TL0中2024/4/732ORG0000HLJMPMAIN

ORG000BHLJMPDVT0

ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#06H;置T0計數(shù)方式2MOVTH0,#0E8H;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#0E8HSETBET0;T0開中斷

SETBEA;CPU開中斷

SETBTR0;啟動T0SJMP$;等待中斷DVT0:SETBP1.0NOPNOPCLRP1.0RETIEND主程序

中斷服務程序

2024/4/733定時應用

定時時間較小時（小于65ms）。晶振為12MHz時，Tcy為1μS?？芍苯硬捎梅绞?完成定時任務。

【例5-6】利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設系統(tǒng)的晶振頻率為12MHz。確定方式字：T0在定時的方式1時：M1M0=01，GATE=0，C/T=0方式控制字為01H

求計數(shù)初值X:Tcy為1μSN=10ms/1μS=10

000X=65536-10000=D8F0H應將D8送TH0,F0H送TL0

2024/4/734ORG0000HLJMPMAIN

ORG000BHLJMPDVT0

ORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H;置T0方式1MOVTH0,#0D8H;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#0F0HSETBET0;T0開中斷

SETBEA;CPU開中斷

SETBTR0;啟動T0SJMP$;等待中斷DVT0:CPLP1.0MOVTH0,#0D8HMOVTL0,#0F0HRETIEND主程序

中斷服務程序

2024/4/735采用軟件查詢方式完成的源程序如下：ORG0000HLJMPMAIN;跳轉(zhuǎn)到主程序

ORG0100H;主程序

MAIN:MOVTMOD,#01H;置T0工作于方式1LOOP:MOVTH0,#0D8H;裝入計數(shù)初值

MOVTL0,#0F0HSETBTR0;啟動定時器T0JNBTF0,$;TF0=0，查詢等待

CLRTF0;清TF0CPLP1.0