第一讲80C51的中断系统教学课件.ppt
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1、第一讲 80C51的中断系统,第二讲 80C51的中断处理过程,第三讲 80C51的定时/计数器,MCS-51单片机中断源的种类及工作方式 中断控制寄存器IE、中断优先级寄存器IP及定时器/计数器及外部中断控制寄存器TCON的使用方法 MCS-51型单片机中断响应过程 外部中断的结构及原理 熟练编制中断服务程序,本章学习目标,第一讲 80C51的中断系统,一、80C51的中断系统结构,中断的概念,看电视,中断处理,中断请求,实际生活,中断返回,电话铃响,接听电话,看电视,主程序,计算机,事件发生,事件处理,主程序,执行主程序,主程序,继续执行主程序,断点,中断请求,中断响应,执行中断处理程序,
2、中断返回,中断的概念:,中断请求标志,1,高级,低级,MCS-51单片机的中断系统,内 部 查 询,内 部 查 询,入口地址,入口地址,中断允许控制,中断优先级,EA,中断源,1.中断源 共有五个中断源,分别是外部中断两个、定时中断两个和串行中断一个,它们是: 外部中断0-INT0,由P3.2提供, 外部中断1INT1,由P3.3提供,,外部中断有两种信号方式,即电平方式和脉冲方式。(IT0 、IT1),T0溢出中断; 由片内定时/计数器0提供 T1溢出中断; 由片内定时/计数器1提供 串行口中断RI/TI; 由片内串行口提供,二、中断源,2、中断源入口地址,具体入口如下: 中断源 入口地址
3、INT0 0003 T0 000BH INT1 0013H T1 001BH RI/TI 0023H 在这些单元中往往是一些跳转指令,跳到真正的中断服务程序,这是因为给每个中断源安排的空间只有8个单元。,三、 中断控制的寄存器,与中断控制有关的控制寄存器有四个:,TCON-定时控制寄存器, IE-中断允许控制寄存器, IP-中断优先级控制寄存器, SCON-及串行口控制寄存器。,定时控制寄存器TCON,中断请求标志,触发方式选择,0 低电平1 下降沿,串行口控制寄存器SCON,串行中断请求标志,中断允许控制寄存器IE,中断优先级控制寄存器(IP),0 禁止,1允许,0 低级别,1高级别,例:I
4、P=09H=0000 1001 PT1、PX0高 INT0、T1、T0、INT1、串行口 IP=55H=0101 0101 Ps px1 px0同级别,都为1 PT0 PT1同级别,都为0 处理顺序为PX0 PX1 PS PT0 PT1 INT0 INT1 RX/TX T0 T1,1、中断请求标志,IT0,外中断0触发方式控制位。 =0,电平触发方式。 =1,边沿触发方式(下降沿有效)。 IE0,外中断0中断请求标志位。 TF0,T0溢出中断请求标志位。,TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0,TCON (88H),IT1 、IE1、 TF1类同,TCON的中断标志,2
5、、SCON的中断标志,RI,接收中断标志位。 TI,发送中断标志位。,TI RI,SCON (98H),注意:RI和TI由硬件置位、由软件清除。,SETB TI SETB 99H,3、中断允许控制,EX0,外中断0允许位; ET0,T0中断允许位; EX1,外中断0允许位; ET1,T1中断允许位; ES ,串口中断允许位; EA , CPU中断允许(总允许)位。,EA ES ET1 EX1 ET0 EX0,IE (A8H),4、中断优先级控制,PX0,外中断0优先级设定位; PT0,T0优先级设定位; PX1,外中断0优先级设定位; PT1,T1优先级设定位; PS ,串口优先级设定位。,P
6、S PT1 PX1 PT0 PX0,IP (B8H),MOV IP,#10H MOV 0B8H,#10H SETB PS,同一优先级的优先权排队如下表:,中断优先级三条原则:,同时收到几个中断时,响应优先级别最高的 中断过程不能被同级、低优先级所中断 低优先级中断服务,能被高优先级中断,有2个优先级状态触发器: 高优先级状态触发器 低优先级状态触发器,第二讲 80C51单片机中断处理过程,中断响应条件 有中断请求; 对应中断允许位为1; 开中断(即EA=1)。 同时满足时,才可能响应中断。,一、中断响应条件和时间,硬件受阻,不产生LCALL的几种情况: 正在处理同级或高优先级中断; 当前查询的
7、机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期。 正执行的指令为RET、RETI或任何访问IE或IP的指令(只有在这些指令后面至少再执行一条指令时才能接受中断请求)。,受阻未得到响应的中断,若条件消失时该中断标志已不再有效,该中断将不被响应。,相应优先级状态触发器置1 执行硬件LCALL指令 把PC的内容入栈 相应中断服务程序的入口送PC 执行中断服务程序。,二、 中断响应过程,中断响应过程的前两步是由中断系统内部自动完成的,而中断服务程序则要由用户编写程序来完成。,三、中断程序举例,例1:单外中断源,ORG 0000H START:LJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0003H LJMP
8、EXXX ;转中断服务程序 ORG 0030H ;主程序 MAIN:SETB EA ;CPU开放中断 SETB EX0 ;允许中断 MOV DPTR,#1000H ;设置数据区指针 SJMP $ ,主程序:,ORG 0200H EXXX:CLR P3.0 ;由P3.0输出0 NOP NOP SETB P3.0 ;由P3.0输出1,撤除 MOV A,P1 ;输入数据 MOVX DPTR,A ;存入数据存储器 INC DPTR ;修改指针,指向下一单元 RETi ;中断返回,中断服务程序:,例2.中断和查询相结合,一个外中断扩展成多个外中断的原理图,由图可知: (1)4个外部扩展中断源通过 4个O
9、C门电路组成线或取非后再与 P3.2相连; (2)4个外部扩展中断源EXINT0EXINT3中有一个或几个出现高电平则输出为0,使.P3.2脚为低电平,从而发出中断请求。 (3)因此,这些扩充的外部中断源都是电平触发方式(高电平有效)。 (4)CPU执行中断服务程序时,先依次查询P1口的中断源输入状态,然后,转入到相应的中断服务程序,4个扩展中断源的优先级顺序由软件查询顺序决定,即最先查询的优先级最高,最后查询的优先级最低。,中断服务程序如下: ORG 0003H ;外部中断0入口 AJMP INT0 ;转向中断服务程序入口 INT0: PUSH PSW ;保护现场 PUSH ACC JB P
10、1.0,EXT0 ;中断源查询并转相应中断服务程序 JB P1.1,EXT1 JB P1.2,EXT2 JB P1.3,EXT3 EXIT: POP ACC ;恢复现场 POP PSW RETI EXT0: ;EXINT0中断服务程序 AJMP EXIT EXT1: ;EXINT1中断服务程序 AJMP EXIT EXT2: ;EXINT2中断服务程序 AJMP EXIT EXT3: ;EXINT3中断服务程序 AJMP EXIT 同样,外部中断1也可作相应的扩展。,例3、5个外部中断源系统,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INSE0 ;转外部中断0服务程
11、序入口 ORG 0013H LJMP INSE1 ;转外部中断1服务程序入口 MAIN:SETB EA SETB EX0 SETB EX1 SJMP $ INSE0: PUSH PSW ;XI0中断服务程序 PUSH ACC POP ACC POP PSW RETI,INSE1:PUSH PSW ;中断服务程序 PUSH ACC JB P1.0,DV1 ;P1.0为1,转XI1中断服务程序 JB P1.1,DV2 ;P1.1为1,转XI2中断服务程序 JB P1.2,DV3 ;P1.2为1,转XI3中断服务程序 JB P1.3,DV4 ;P1.3为1,转XI4中断服务程序 INRET:POP
12、ACC POP PSW RETI DV1: ;XI1中断服务程序 AJMP INRET DV2: ;XI2中断服务程序 AJMP INRET DV3: ;XI3中断服务程序 AJMP INRET DV4: ;XI4中断服务程序 AJMP INRET,第三讲 80C51的定时/计数器,实现定时常用的三种方法:,软件定时:占用CPU时间,效率低。 用555电路:不可编程。 可编程芯片:功能强,需要另外扩展。,单片机内部有2个16位的定时/计数器:使用灵活,编程方便。优先选用,1、定时/计数器的结构和工作原理,加1计数器(高8位、低8位) TMOD,工作方式设置; TCON,启动、停止及设置溢出标志
13、。,一、定时/计数器的结构,2、定时/计数器的工作原理,计数器脉冲来源: 振荡器脉冲经过12分频 T0或T1引脚的外部脉冲,计数功能-计数脉冲来自相应的外部输入引脚,T0为P3.4,T1为P3.5。,定时功能-计数输入信号是内部时钟脉冲,每个机器周期使寄存器的值加1。所以,计数频率是振荡频率的1/12。,在TMOD中,各有一个控制位(CT),分别用于控制定时/计数器T0和T1工作在定时器方式还是计数器方式。,定时模式,对内部机器周期计数 定时时间 t 计数值N x Tcy,计数模式,对外部事件脉冲计数 计数脉冲周期要大于2 Tcy,计数值:溢出时计数器值计数初值。,计数器全1时,再输入1个脉冲
14、就回零,并发生溢出(TCON中TF0或TF1置1), 发中断请求。,二、定时器计数器的控制寄存器,与定时器计数器有关的控制寄存器有:,定时器控制寄存器TCON,中断请求标志,触发方式选择,启动定时/计数器,0 低电平1 下降沿,0 停止 1 启动,工作方式控制寄存器TMOD,T1控制,T0控制,GATE门控位,M1 M0工作方式选择,计数脉冲输入,三、定时器计数器的工作方式,1. 方式013位方式。由TL0的低5位和TH0的8位组成。TH0溢出时,置位TF0标志,向CPU发出中断请求。,13位计数器,定时器,计数器,计数初值:X213N,定时= (213 X)*12*1/fosc 8*10-3
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