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2、计数器是单片机片内非常重要的功能部件。 在早期的计算机中，计算机与外设交换信息时， 慢速工作的外设与快速工作的CPU之间形成很大的矛盾。 例如计算机与打印机相连接，CPU处理和传送字符的速度是微秒级的， 而打印机打印字符的速度比CPU慢得多， CPU不得不花费大量时间等待和查询打印机打印字符， 中断就是为了解决这类问题而提出来的。 可以这样说，只有有了中断系统后， 计算机才能比原来无中断系统的早期计算机演绎出多姿多彩的功能。,C51编程基础知识准备,3.1 80C51中断系统,CPU暂时中止其正在执行的程序， 转去执行请求中断的那个外设或事件的服务程序， 等处理完毕后再返回执行原来中止的程序，
3、叫做中断。, 中断源,共有5个，其中2个为外部中断源，3个为内部中断源：, INT0 外部中断0，中断请求信号由P3.2输入。 INT1 外部中断1，中断请求信号由P3.3输入。 T0 定时/计数器0溢出中断，对外部脉冲计数由P3.4输入。 T1 定时/计数器1溢出中断，对外部脉冲计数由P3.5输入。 串行中断（包括串行接收中断RI和串行发送中断TI）。, 中断控制特殊功能寄存器, 中断请求控制寄存器,80C51涉及中断请求的控制寄存器有2个。 定时和外中断用TCON，串行中断用SCON。,1）TCON, TF0 / TF1 T0 / T1溢出中断请求标志。 IE0 / IE1 外中断INT0
4、 / INT1中断请求标志。 IT0 / IT1 外中断INT0 / INT1触发方式控制位。 IT0 / IT1 =1，边沿触发方式； IT0 / IT1=0，电平触发方式。,2）SCON。, TI 串行口发送中断请求标志 RI 串行口接收中断请求标志,CPU在响应串行发送、接收中断后， TI、RI不能自动清0，必须由用户用指令清0。, 中断允许控制寄存器IE, EA CPU中断允许控制位。 EA=1，CPU开中；EA=0，CPU关中，且屏蔽所有5个中断源。 EX0 外中断INT0中断允许控制位。 EX0=1，INT0开中；EX0=0，INT0关中。 EX1 外中断INT1中断允许控制位。
5、EX1=1，INT1开中；EX1=0，INT1关中。 ET0 定时/计数器T0中断允许控制位。 ET0=1，T0开中；ET0=0，T0关中。 ET1 定时/计数器T1中断允许控制位。 ET1=1，T1开中；ET1=0，T1关中。 ES 串行口中断（包括串行发、串行收）允许控制位。 ES=1，串行口开中；ES=0，串行口关中。,80C51对中断实行两级控制， 总控制位是EA，每一中断源还有各自的控制位对该中断源开中或关中。 因此，首先要EA=1，其次还要自身的控制位置“1”。, 中断优先级控制寄存器IP, PX0 INT0中断优先级控制位。 PX0=1，INT0为高优先级；PX0=0，INT0为
6、低优先级； PX1 INT1中断优先级控制位。控制方法同上。 PT0 T0中断优先级控制位。控制方法同上。 PT1 T1中断优先级控制位。控制方法同上。 PS 串行口中断优先级控制位。控制方法同上。,80C51中断优先控制的基本原则： 高优先级中断可以中断正在响应的低优先级中断，反之则不能。 同优先级中断不能互相中断。 同一中断优先级中，若有多个中断源同时请求中断 CPU将先响应优先权高的中断，后响应优先权低的中断。,中断优先权：从高到低的顺序为：INT0、T0、INT1、T1、串行口。, 中断处理过程, 中断请求, 中断响应,中断入口地址如下：,INT0： 0003H T0： 000BH I
7、NT1： 0013H T1： 001BH 串行口：0023H, 执行中断服务程序, 中断返回,上述中断响应过程大部分操作是CPU自动完成的。 用户只需要了解来龙去脉， 用户需要做的事情是编制中断服务程序。 并在此之前完成中断初始化： 定义外中断触发方式， 定义中断优先级， 开放中断等。, C51中断应用,void 函数名( ) interrupt n using m 中断函数体语句；,C51中断以子函数的形式出现，其格式如下：, 中断函数无返回值，也不带参数。 因此，返回值类型为void，函数名后括号内无形式参数表。 interrupt是C51关键字，表示该函数是一个中断服务子函数； n=04
8、（常正整数），依次为：INT0、T0、INT1、T1、串行口。, using是C51关键字，主要用于中断函数内选择工作寄存器组m， m=03（常正整数），对应工作寄存器区编号。 using m允许缺省，缺省时，不进行工作寄存器组切换， 但所有在中断函数内用到的工作寄存器将被压栈保护。, 中断函数不能被非中断调用。只能由系统硬件产生自然调用。, 允许在中断函数中调用其他子函数，但工作寄存器组必须相同。,需要说明的是，由于中断函数无返回值，也不带参数。 因此，若需要在中断函数外用到中断函数中的某个变量值， 则必须将其设置全局变量。 否则，中断函数运行结束后，中断函数内的局部变量被释放，无法保全。,
9、3.2 80C51定时/计数器,定时/计数器是单片机系统一个重要的部件， 其工作方式灵活、编程简单、使用方便， 可用来实现定时控制、延时、频率测量、脉宽测量、信号发生、信号检测等。 此外，定时/计数器还可作为串行通信中波特率发生器, 定时/计数器概述,80C51单片机有两个定时/计数器T0和T1，其核心是计数器，基本功能是加1。 对外部事件脉冲（下降沿）计数，是计数器； 对片内机周脉冲计数，是定时器。,计数器由两个8位计数器组成： T0 是TH0和TL0，T1是TH1和TL1，合起来是16位计数器。,定时时间和计数值可以编程设定， 其方法是在计数器内设置一个初值，然后加1计满后溢出。 调整计数
10、器初值，可调整从初值到计满溢出的数值， 即调整了定时时间和计数值。,定时/计数器作为计数器时，外部事件脉冲必须从规定的引脚输入， T0的外部事件脉冲应从P3.4引脚输入， T1的外部事件脉冲应从P3.5引脚输入，从其他引脚输入无效。, 定时/计数器的控制寄存器, 定时/计数器控制寄存器TCON,TR0 / TR1 定时/计数器T0 / T1运行控制位。 TR0 / TR1 =1， T0 / T1运行； TR0 / TR1 =0， T0 / T1停。, 定时/计数器工作方式控制寄存器TMOD,1）M1M0 工作方式选择位。,3）GATE 门控位。, 定时/计数器工作方式,80C51定时/计数器有
11、四种工作方式，由TMOD中M1M0的状态确定, 工作方式0, 工作方式1,最大计数值为216 = 65536, 工作方式2,仅用TL0计数，最大计数值为28 =256,计满溢出后，原来装在TH0中的初值装入TL0。 优点是定时初值可自动恢复，短处是计数范围小。, 工作方式3,仅适用于T0，T1无方式3。,T0方式3情况下的T1方式2，常用作波特率发生器。, 定时/计数器的应用, 计算定时/计数初值,N与工作方式有关。方式0时，N=13；方式1时，N=16；方式2、方式3时，N=8。 机周时间与主振频率有关，机器周期是时钟周期的12倍，机周时间=12/fOSC。, 应用步骤,1）合理选择定时/计
12、数器工作方式,2）计算定时/计数器定时初值, 编制应用程序, 定时/计数器的初始化： 定义TMOD，写入定时初值，设置中断系统，启动定时/计数器运行等。, 正确编制定时/计数器中断服务程序，注意是否需要重装定时初值。, 若将定时/计数器用于计数方式，则外部事件脉冲必须 从P3.4（T0）或P3.5（T1）引脚输入。 且外部脉冲的最高频率不能超过时钟频率的1/24。,项目8 输出脉冲波,要求在80C51 P1.0引脚输出周期为400s的脉冲方波（fOSC=12MHz）。,任务8.1 编制输出脉冲波程序, 工作方式1, 计算定时初值, 设置TMOD,T1初值=216200s/1s=65536200
13、=65336=FF38H, 编制程序, 工作方式2, 设置TMOD，令工作方式选择位M1M0=10，因此，TMOD=20H。 计算定时初值：T1初值=28 -200s/1s=38H。因此，TH1=38H，TL1=38H。,比较两种程序，方式2的优点是不需重装定时初值。,任务8.2 输出脉冲波Keil编译调试,编译链接并进入调试状态后，打开P1对话窗口， 全速运行，可看到P1对话窗口中的P1.0端口状态不断跳变， 从“”（高电平）到“空白”（低电平）， 再从“空白”到“”，表明P1.0输出脉冲方波。 适当加大定时脉冲宽度，可更清晰观察。,任务8.3 输出脉冲波Proteus虚拟仿真,可打开本书配
14、套的项目8，直接操作。,项目9 播放生日快乐歌,按序控制输出方波频率和节拍长短时间，就能播放生日快乐歌。,用T0控制音符频率。例如，生日快乐歌第1个音符“5”，定时初值TH0=236， TL0=2；第3个音符“6”，定时初值TH0=238，TL0=8。,用T1控制音符节拍。例如，生日快乐歌第1个音符“5”，1/8拍， 取450ms=200ms；第3个音符“6”，1/4拍，取850ms=400ms ，,任务9.1 编制播放生日快乐歌程序,任务9.2 播放生日快乐歌Keil编译调试,本例Keil调试意义不大，编译链接，自动生成Hex文件。,任务9.3 播放生日快乐歌Proteus虚拟仿真, 画Proteus虚拟仿真电路, 虚拟仿真运行,装入Hex文件， 全速运行。 鼠标左键单击K0（不锁定）， 可听到播放生日快乐歌。 播完后， 再次单击K0，再次播放。,可打开本书配套的项目9，直接操作。,项目8 输出脉冲波 任务8.1 2种工作方式2种程序 练习题3.10 输出4种周期脉冲波 项目9 播放生日快乐歌 练习题3.11 播放世上只有妈妈好,配套 第3章内容,
