《单片机原理及应用 教学课件 ppt 作者 张国锋 主编 第5章 中断与定时计数器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及应用 教学课件 ppt 作者 张国锋 主编 第5章 中断与定时计数器（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本章总体要求：,掌握中断的概念、MCS-51单片机的中断源,1,掌握特殊功能寄存器TCON、SCON、IE、IP 和TMOD的设置方法,2,了解定时器/计数器的结构、工作方式及应用,3,第5章 中断与定时计数器,本章重点：,中断响应的条件和中断优先级的应用,1,MCS-51单片机中断源,2,定时计数器的工作原理,3,定时计数器的初始化,4,本章难点：,中断响应的条件和中断优先级的应用,1,定时计数器的初始化,2,5.1.1中断系统的概念 1. CPU中止正在运行的程序，转向为外部设备服务的过程称为中断。当完成中断后，CPU再回到原来的“断点”继续原来的程序。,5.1中断系统,主程序,断点,中断
2、响应,中断返回,中断服务程序,2.中断源就是能产生中断的外部和内部事件。 MCS-51单片机有5个中断源: （1）外部中断0( ) （2）外部中断1( ) （3）定时器/计数器T0的溢出中断源TF0 （4）定时器/计数器T1的溢出中断源TF1 （5） 串行口中断RI/TI。,INT0,INT1,3.中断向量为中断服务程序的入口地址。,中断向量就是程序存储器的地址，而CPU是从00H开始执行。 在“ORG 0”之后即执行“JMP START”指令，而START标记是在所有中断向量之后，可避开这些中断向量： ORG 0 ；程序从0地址开始 LJMP START ；跳至START ORG 03H ；
3、外部中断0 LJMP XXX1 ；执行XXX1中断子程序 ORG 0BH ；定时器T0中断 RETI ；没有用定时器T0中断，也可在此放一条 RETI，万一 “不小心”产生了中断，也不会 有太大的后果。 ORG 13H ；外部中断1 LJMP XXX2 ；执行XXX2中断子程序 : START: :,4.中断优先级 当有多个中断源同时请求中断时，CPU响应这几个中断源中优先级最高的；当CPU正在响应某一中断请求时又有另一中断源发出中断申请时，如果新来的中断源优先级高于现执行的中断，则CPU响应中断，否则CPU不响应中断,5.中断的其他概念 中断技术：对中断全过程的分析、研究及实现的方法。 中断
4、请求：中断源中断信号有效时产生中断请求。 中断标志：伴随中断请求在SFR中登录的标记，如IE0、 IF0、TF1等。 中断允许：允许某中断源中断响应的操作，也称开中断。 中断服务程序：指中断响应后，中断源要求的处理操作程序。 中断屏蔽（禁止）：屏蔽CPU中断（即禁止某些中断），中断系统中可用程序设置中断允许和中断屏蔽。 中断返回：中断返回是中断服务程序中的最后一条指令RETI，执行该条指令后，程序返回原中断断点处的下一条指令处。,5.1.2 MCS-51中断系统 1.中断系统的结构,2.MCS-51中断的控制 （1）定时器/计数器控制寄存器TCON 字节地址为88H，初始值为00H，可以进行位
5、寻址。,1）IT0：外部中断的触发方式控制位。 2）IE0：外部中断的中断请求标志位。 3）IT1：外部中断的触发方式控制位。其作用与IT0类同。 4）IE1：外部中断的中断请求标志位。其作用与IE0类同。 5）TF0：定时器/计数器T0的中断请求标志位。 6）TF1：定时器/计数器T1的中断请求标志位。其作用与TF0类同。,（2）串行口控制寄存器SCON 字节地址为98H，初始值为00H，可以进行位寻址。,1）RI：串行口接收中断请求标志位。当串行口接收完一个串行数据帧，硬件自动将RI中断请求标志位置“1”。CPU在响应串行口接收中断时，并不清“0”RI标志，必须在中断服务程序中用软件对RI
6、清“0”。 2）TI：串行口发送中断请求标志位。CPU将一个字节的数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动一帧串行数据的发送，每发送完一个串行数据帧后，硬件自动将TI置“1”。CPU在响应串行口发送中断时，并不清“0”TI标志，必须在中断服务程序中用软件对TI清“0”。,（3）中断允许寄存器IE 字节地址为0A8H，初始值为00H，可以进行位寻址。,1）EX0：外部中断的中断允许位 2）ET0：定时器/计数器T0的中断允许位 3）EX1：外部中断的中断允许位 4）ET1：定时器/计数器T1的中断允许位 5）ES：串行口中断允许位 6）EA：中断允许总控制位,（4）中断优先级控制寄存器IP 字节地址
7、为0B8H，初始值为00H，可以进行位寻址。,1）PX0：外部中断的中断优先级控制位 2）PT0：定时器/计数器T0的中断优先级控制位 3）PX1：外部中断的中断优先级控制位 4）PT1：定时器/计数器T1的中断优先级控制位 5）PS：串行口中断优先级控制位,5.1.3 MCS-51的中断处理过程,（1）有中断源发出中断请求； （2）中断总允许位EA1，即CPU开中断； （3）申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没有被屏蔽； （4）无同级或更高级中断正在被服务； （5）当前的指令周期已经结束； （6）当前正执行的指令是返回指令（RETI）或访问IP、IE 寄存器的指令，则CPU 将至少再执
8、行一条指令才能响应中断。,1. CPU响应中断的条件,2. 中断响应过程,（1）保护断点： （2）给出中断入口地址： （3）保护现场： （4）中断服务： （5）恢复现场： （6）中断返回：,【例5.1】在8051单片机的引脚外接脉冲信号，要求每送来一个脉冲，把片内40H单元内的数值加1，若40H单元计满则进位41H单元。利用中断结构，编制一个脉冲计数程序。 程序编制如下：,ORG 0000H LJMP MAIN ；设置主程序入口 ORG 0013H ；外部中断1入口 LJMP INT01 ；设置外部中断服务程序入口 ORG 1000H MAIN: SETB IT1 ；设置外部中断1为边沿触发
9、SETB EA ；开总中断 SETB EX1 ；允许外部中断1中断 MOV A,#00H,MOV 40H,A MOV 41H,A MOV SP,#50H ；设置堆栈指针 SJMP $ ；等待中断 ORG 2000H ；中断服务程序 INT01:PUSH ACC ；保护现场 INC 40H MOV A,30H JNZ EXIT ；A0，执行EXIT，中断返回 INC 31H EXIT: POP A ；恢复现场 RETI ；中断返回,5.2 MCS-51单片机的定时器/计数器,单片机中的计数器除了可以作为计数用，还可以用作定时器。 那么单片机的定时/计数器是怎么回事呢？只要计数脉冲的间隔相等，那么
10、计数值就代表了时间的流逝。其实，单片机中的定时器和计数器是一个东西，只不过计数器记录的是外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供一个非常稳定的计数源，然后把计数源的计数次数转化为定时器的时间。,5.2.1 定时器/计数器的结构,16位定时器/计数器实际上是16位的加1计数器，其中T0由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成；T1由两个8位特殊功能寄存器TH1和TL1构成。 特殊功能寄存器TCON用于控制T0、T1的启动和停止，同时包含了T0、T1的状态。,5.2.2 定时器/计数器的控制,1工作模式寄存器TMOD 字节地址为89H，初始值为00H，不能按位寻址，只能以字节方式设置工作模式。低
11、4位用于设置T0，高4位用于设置T1。,1）M0、M1：工作模式选择位,2）C/T：计数、定时工作方式选择位 当C/T 0时，工作在定时方式，计数器对内部机器周期进行计数； 当C/T 1时，工作在计数方式，计数器对外部输入引脚T0（P3.4脚）或T1（P3.5脚）的外部脉冲（负跳变）计数。 3）GATE：门控位 GATE0时，以运行控制位TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行； GATE1时，用外部中断引脚（INT0或INT1）上的高电平来启动定时器/计数器运行。,2定时/计数器控制寄存器TCON 字节地址为88H，初始值为00H，可以进行位寻址。,1）TR0：定时器/计数器T0的运行控
12、制位，可软件置1或清0 TR00时，停止定时器/计数器T0工作； TR01时，启动定时器/计数器T0工作。 2）TF0：定时器/计数器T0的计数溢出标志位。 3）TR1：定时器/计数器T1的运行控制位，其作用与TR0类同。 4）TF1：定时器/计数器T1的计数溢出标志位，其作用与TF0类同。,3定时器/计数器的工作模式 （1）模式0 当M1、M0为00时，定时/计数器工作在模式0，称之为13位定时/计数器方式。,为了和51的前辈48系列兼容而设的一种工作模式,1）GATE=0，分析一下逻辑，GATE“非”后是“1”，进入“或”门，“或”门总是输出“1”，和“或”门的另一个输入端INT0无关，在
13、这种情况下，开关的打开、合上只取决于TR0，只要TR0=1，开关就合上，计数脉冲得以畅通无阻；而如果TR0=0则开关打开，计数脉冲无法通过，因此定时/计数是否工作，在这里只取决于TR0。 2）GATE=1，在这种情况下，计数脉冲通路上的开关不仅要由TR0来控制，而且还要受到引脚INT0的控制，只有TR0=1，且INT0也是高电平，开关才能合上，计数脉冲才得以通过。,工作在定时方式时，其定时时间为： T（213T0初值）机器周期 其中，机器周期12 1/ fCSO ， fCSO为振荡器的振荡周期。 工作在计数方式时，是13位的计数器，最多可以计到213，也就是8192次。,（2）模式1 当M1、
14、M0为01时，定时/计数器工作在模式1，模式1与模式0类同，区别在计数器的位数，模式1为16位计数器。,工作在定时方式时，其定时时间为： T（216T0初值）机器周期 其中，机器周期12 1/ fCSO ， fCSO为振荡器的振荡周期。 工作在计数方式时，是16位的计数器，最多可以计到216，也就是65536次。,（3）模式2 当M1、M0为10时，定时/计数器工作在模式2，此时，16位计数器分成两个独立的8位计数器TH0和TL0。其中，TL0用作计数器，TH0用来保存计数的初值。当TL0计满溢出时，可自动将TH0中的初值再装入TL0中。,工作在定时方式时，其定时时间为： T（28T0初值）机
15、器周期 其中，机器周期12 1/ fCSO ， fCSO为振荡器的振荡周期。 工作在计数方式时，是8位的计数器，最多可以计到28，也就是256次。,通常工作模式2 用于波特率发生器,（4）模式3 当M1、M0为11时，定时/计数器工作在模式3。该模式只适用于定时/计数器T0。,在这种工作模式下，T0被拆成2个独立的定时/计数器来用。其中，TL0可以构成8位的定时器或计数器工作方式；而TH0则只能作为定时器用。TL0还是用原来的T0的溢出标记，而TH0则借用T1的溢出标记。 在一般情况下，只有在T1以工作模式2运行时，才让T0工作于模式3。,（1）设置中断向量 定时器/计数器中断向量的设定与外部
16、中断向量类似，其中断向量分别是0BH和1BH。通常会在这些地址上使用“JMP XXX”指令，跳转到中断子程序，在中断子程序中提供真正的服务。 ORG 0 ；程序从0地址开始 LJMP START ；跳至START ORG 0BH ；定时器T0中断 LJMP XXX ；执行XXX中断子程序 : （2）中断设置 中断设置包括开启中断开关（IE）、中断优先级设置（IP）、中断信号设置（TCON）、设置新的堆栈地址等。可以利用MOV指令、SETB指令或CLR指令，进行字节或位设置。 （3）应根据所要求的定时时间的长度和定时的重复性，合理选择定时器的工作模式。 （4）定时器/计数器的初始化，包括设置TMOD、写入初值等。 （5）若定时器/计数器用于计数方式时，外部脉冲必须从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。,
