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1、第4章 MCS51单片机的功能模块,一、本章主要内容： 单片机中断控制器；单片机定时器；串行单片机串行口。,第4章 MCS51单片机的功能模块,一、本章主要内容： 单片机中断控制器；单片机定时器；单片机串行口。 二、本章重点： 单片机中断控制器；单片机定时器；单片机串行口。 三、本章难点： 中断技术应用举例；定时器应用；单片机串行口应用。 四、教学内容如下,8.1 MCS-51中断控制系统 第5章的5.3节中详细介绍了中断概念： (1)中断过程包括：中断请求、中断响应、中断服务和中断返回。 (2)为了实现中断概念，微机系统必须三方面配合： 接口(中断源)能发出中断请求； CPU具有中断功能；
2、微机系统有中断控制机构。 本节将具体介绍单片机的中断技术。,1.中断请求(CPU处于中断周期) 中断源i发出给中断控制器。中断控制器向CPU上传中断请求，并且经总线为提供中断服务程序的入口地址。 右上图的中断请求强调发生的时刻。,1.中断请求 2.中断响应(CPU处于中断周期) 中断响应对应右图步：修改PC。这是中断响应最重要的工作，这将改变程序的运行方向：下一次取指将取中断服务程序第一条指令。,1.中断请求 2.中断响应(CPU处于中断周期) 中断响应对应右图步：修改PC。这是中断响应最重要的工作，这将改变程序的运行方向：下一次取指将取中断服务程序第一条指令。 其实中断响应的重要工作至少还有
3、三个： 一是保护断点。断点是“被中断指令”在存储器中的地址。保护的方法是(PC)入栈。保护断点的目的是为中断返回做准备。,1.中断请求 2.中断响应(CPU处于中断周期) 中断响应对应右图步：修改PC。这是中断响应最重要的工作，这将改变程序的运行方向：下一次取指将取中断服务程序第一条指令。 其实中断响应的重要工作至少还有三个： 一是保护断点。断点是“被中断指令”在存储器中的地址。保护的方法是(PC)入栈。保护断点的目的是为中断返回做准备。 二是撤销中断请求标识，避免一次中断请求的重复响应。,1.中断请求 2.中断响应(CPU处于中断周期) 中断响应对应右图步：修改PC。这是中断响应最重要的工作
4、，这将改变程序的运行方向：下一次取指将取中断服务程序第一条指令。 其实中断响应的重要工作至少还有三个： 一是保护断点。断点是“被中断指令”在存储器中的地址。保护的方法是(PC)入栈。保护断点的目的是为中断返回做准备。 二是撤销中断请求标识，避免一次中断请求的重复响应。 三是设置“优先级激活”触发器。阻断同优先级中断源和低优先级中断源的中断请求。,1.中断请求(CPU处于指令周期) 2.中断响应(CPU处于中断周期) . (含断点入栈) 3.中断服务(CPU处于指令周期) 中断源i请求中断的目的是得到CPU的服务，这种服务体现在CPU执行中断服务程序。 4.中断返回(CPU处于指令周期) 中断服
5、务程序最后一条指令必是中断返回指令，见下图。该指令的执行会将栈顶数据(即断点) 弹入PC。,8.1.2 中断源 一个内部功能模块与CPU关系的单片机示意图见图,8.1.2 中断源 一个内部功能模块与CPU关系的单片机示意图,单片机中断控制器左边输入6根线，对应5个中断源： 外部中断0 、定时器T0、外部中断1 、定时器T1，串行口（RX和TX）； 中断控制器的右边输出若干根线，它直接影响CPU的工作：为CPU工作的第步提供判断标识，为第步的提供中断服务程序入口地址。,单片机中断控制器左边输入6根线，对应5个中断源： 外部中断0 、定时器T0、外部中断1 、定时器T1，串行口（RX和TX）； 中
6、断控制器的右边输出若干根线，它直接影响CPU的工作：为CPU工作的第步提供判断标识，为第步的提供中断服务程序入口地址。 中断源与其对应的中断服务程序入口地址,8.1.2 MCS-51单片机的中断机构,中断源的中断请求中断请求标识（供CPU第III步查询） 中断请求标识分布在定时器控制寄存器TCON和串行口控制寄存器SCON中,8.1.2 MCS-51单片机的中断机构,中断源的中断请求中断请求标识（供CPU第III步查询） 中断请求标识分布在定时器控制寄存器TCON和串行口控制寄存器SCON中,1、TCON中的中断标识 标识位 TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标识，定时器/计数器1溢出 时置
7、1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0 TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标识，含义同TF1 。 IE1：外部中断1的中断请求标志，外部有中断请求信号时置 1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0。 IE0：外部中断0的中断请求标志，含义同IE1 。 控制位 IT1：外部中断1的触发方式控制位： IT1=0：低电平触发： IT1=1：下降沿触发。 IT0：外部中断0的触发方式控制位，含义同IT1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TCON (88H),1、TCON中的中断标识 标识位 TF1：定时器/计数器1溢出
8、中断请求标识，定时器/计数器1溢出 时置1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0 TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标识，含义同TF1 。 IE1：外部中断1的中断请求标志，外部有中断请求信号时置 1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0。 IE0：外部中断0的中断请求标志，含义同IE1 。 控制位 IT1：外部中断1的触发方式控制位： IT1=0：低电平触发： IT1=1：下降沿触发。 IT0：外部中断0的触发方式控制位，含义同IT1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TCON (88H),1、TCON中的中断标
9、识 标识位 TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标识，定时器/计数器1溢出 时置1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0 TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标识，含义同TF1 。 IE1：外部中断1的中断请求标志，外部有中断请求信号时置 1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0。 IE0：外部中断0的中断请求标志，含义同IE1 。 控制位 IT1：外部中断1的触发方式控制位： IT1=0：低电平触发： IT1=1：下降沿触发。 IT0：外部中断0的触发方式控制位，含义同IT1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TC
10、ON (88H),1、TCON中的中断标识 标识位 TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标识，定时器/计数器1溢出 时置1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0 TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标识，含义同TF1 。 IE1：外部中断1的中断请求标志，外部有中断请求信号时置 1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0。 IE0：外部中断0的中断请求标志，含义同IE1 。 控制位 IT1：外部中断1的触发方式控制位： IT1=0：低电平触发： IT1=1：下降沿触发。 IT0：外部中断0的触发方式控制位，含义同IT1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,D7 D6
11、D5 D4 D3 D2 D1 D0,TCON (88H),1、TCON中的中断标识 标识位 TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标识，定时器/计数器1溢出 时置1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0 TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标识，含义同TF1 。 IE1：外部中断1的中断请求标志，外部有中断请求信号时置 1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0。 IE0：外部中断0的中断请求标志，含义同IE1 。 控制位 IT1：外部中断1的触发方式控制位： IT1=0：低电平触发： IT1=1：下降沿触发。 IT0：外部中断0的触发方式控制位，含义同IT1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE
12、1,IT1,IE0,IT0,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TCON (88H),1、TCON中的中断标识 标识位 TF1：定时器/计数器1溢出中断请求标识，定时器/计数器1溢出 时置1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0 TF0：定时器/计数器0溢出中断请求标识，含义同TF1 。 IE1：外部中断1的中断请求标志，外部有中断请求信号时置 1，向CPU发出中断请求，响应后自动清0。 IE0：外部中断0的中断请求标志，含义同IE1 。 控制位 IT1：外部中断1的触发方式控制位： IT1=0：低电平触发： IT1=1：下降沿触发。 IT0：外部中断0的触发方式控制位，含义同IT
13、1,TF1,TR1,TF0,TR0,IE1,IT1,IE0,IT0,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TCON (88H),2、SCON中的中断标志（2个） TI：串行口“发送中断请求”标识，串行口发送完一帧数据后置 1，向CPU发出中断请求，CPU响应中断后不自动清0，需软件编程 清0。 RI：串行口“接收中断请求”标识，串行口接收到一帧数据后置 1，向CPU发出中断请求， CPU响应中断后不自动清0，需软件编 程清0。,2、SCON中的中断标志（2个） TI：串行口“发送中断请求”标识，串行口发送完一帧数据后置 1，向CPU发出中断请求，CPU响应中断后不自动清0，需软件编程
14、 清0。 RI：串行口“接收中断请求”标识，串行口接收到一帧数据后置 1，向CPU发出中断请求， CPU响应中断后不自动清0，需软件编 程清0。,3、中断允许控制寄存器IE,EA中断允许总控制位： EA=0，禁止中断，EA=1，开放中断。,3、中断允许控制寄存器IE,各位为1时允许中断 ，为0时禁止中断 ES：串行口中断允许位 ET1：T1溢出中断允许位 ET0：T0溢出中断允许位,3、中断允许控制寄存器IE,各位为1时允许中断 ，为0时禁止中断 EX1：外部中断1的中断允许位 EX0：外部中断0的中断允许位,例：假设某单片机系统允许片内定时器/计数器中断，禁止 其它的中断。试设置IE的值。
15、法一：用位操作指令 SETB ET0 SETB ET1 SETB EA CLR EX0 CLR EX1 CLR ES 法二：用字节操作指令 MOV IE，#8AH,例：假设某单片机系统允许片内定时器/计数器中断，禁止 其它的中断。试设置IE的值。 法一：用位操作指令 SETB ET0 SETB ET1 SETB EA CLR EX0 CLR EX1 CLR ES 法二：用字节操作指令 MOV IE，#8AH,4、中断优先级控制寄存器IP,8051系列单片机有高和低两个中断优先级，由设置IP来设定优先级：IP相应位各位为1时为高优先级，为0时为低优先级。,例:假设某单片机系统片外中断为高优先级，片内中断为低 优先级。试设置IP的值。 法一：用位操作指令 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1 法二：用字节操作指令 MOV IP，#05H,例:假设某单片机系统片外中断为高优先级，片内中断为低 优先级。试设置IP的值。 法一：用位操作指令 SETB PX0 SETB PX1 CLR PS CLR PT0 CLR PT1 法二：用字节操作指令 MOV IP，#05H,5、中断优先级次序： （1）高优先级中断能够打断低优先级中断服务程 序实现中断嵌套。 （2）相同优先级中断不能够打断其中断服务程序 实现中断嵌套。 （3）多个同优先
